Analiza și îmbunătățirea liniei de fabricație pinioane- pentru casete de direcție. Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor necesare… [309561]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI

PROIECT DE DIPLOMĂ

Analiza și îmbunătățirea liniei de fabricație “pinioane- pentru casete de direcție”. Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor necesare realizării reperului “PINION-142-02”

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Prof. dr. ing. Livia Dana BEJU

ABSOLVENT: [anonimizat]-Florin STAMA

2018

Rezumat

Această lucrare de diplomă este structurată pe două părți.

Prima parte a lucrării parcurge analiza și îmbunătățirea unei linii de fabricație a unor pinioane pentru caseta de direcție. Această primă parte începe cu o scurtă prezentare a [anonimizat], clienți, organigramă și principii. Apoi, continuă cu analiza unui flux de producție prin prisma agilitații în care s-a stabilit familia de produse, s-au detaliat operațiile tehnologiei de fabricație a unui pinion, s-a [anonimizat] (Bekido) și calitate (Choko), s-[anonimizat] s-a calculat indicatorul sintetic OEE. De asemenea, s-au prezentat informații despre fluxul analizat, s-a realizat Harta actuală a fluxului de valoare care este un document grafic complex ce cumulează informații complete despre un subsistem al companiei. Apoi, această primă parte se finalizează cu proiectarea Hărții viitoare a [anonimizat], eficiența liniei, s-au specifat șantierele Kaizen de îmbunătățire și în final s-au prezentat detaliat proiectele de îmbunătățire.

În a doua parte este prezentată tehnologia obținerii unui reper denumit “pinion B0”. În acest sens lucrarea parcurge pas cu pas etapele de proiectare a tehnologiei de fabricație și a SDV-urilor pentru o astfel de piesă.

Summary

This diploma paper is structured into two parts.

The first part of the paper goes through the analysis and improvement of a line for the manufacture of steering wheel sprockets. This first part begins with a [anonimizat], customers, organizational chart and principles. It then proceeds with the analysis of a [anonimizat], [anonimizat] (Bekido) and quality indicators (Choko), [anonimizat], the OEE synthetic indicator was calculated. Also, [anonimizat] a complex graphic document that aggregates complete information about a company subsystem. Then this first part ends with the design of the Future Value Stream Map for the production flow analyzed based on the calculation of a [anonimizat], [anonimizat].

In the second part is presented the technology of obtaining a reference called "pinion B0". [anonimizat] a piece.

CUPRINS

Partea I – Analiza și îmbunătățirea liniei de fabricație “pinioane – pentru casete de direcție”

Prezentare Compa

Istoric Compa

Societatea Comercială COMPA SA Sibiu, marca de prestigiu a industriei romanești, și-a câștigat renumele de-a lungul timpului datorită calității și diversității produselor sale, subansamble auto și feroviare, utilaje tehnologice, arcuri și remorci auto.

Fiind constituită prin fuzionarea a două întreprinderi: Uzina Automecanica Sibiu și Uzina Elastic Sibiu, COMPA a devenit una din cele mai puternice unități economice constructoare de mașini din țară și continuă tradiția industrială a precursorilor îmbinând în mod armonios experiența înaintașilor cu noile progrese ale tehnologiei și managementului.

Prima dintre cele două întreprinderi – Uzina Automecanica provine din Arsenalul Artileriei Sibiu a cărei dezvoltare se datorează și se suprapune cu dezvoltarea istorică a cetății Sibiului.

A doua întreprindere – Uzina Elastic are rădăcini adânci în tradiția meșteșugărească a cetății, înfințată din sec. al XIX-lea ca atelier de fierărie, care se dezvolta ulterior în atelier de caroserii și mai târziu în fabrică de arcuri și produse forjate.

Un moment de referință în dezvoltarea companiei îl constituie anul 1969 când prin unificarea celor două fabrici se naște o nouă entitate economică, Întreprinderea de Piese Auto Sibiu (IPAS).

Odată cu anul 1970 ca urmare a contractării licenței “MAN” pentru camioane și autobuze, Întreprinderea de Piese Auto Sibiu a intrat într-un program național de dezvoltare și a demarat o producție foarte diversificată de componente auto, fabricate sub diverse licențe: amortizoare, aparate de frâna, subansamble cabină, transmisii cardanice, casete de direcție, arcuri, devenind principalul furnizor de componente pentru industria românească de autovehicule.

În 1991 întreprinderea se transformă în societate comercială pe acțiuni cu denumirea de S.C. COMPA S.A .

COMPA împreună cu concernul german Krupp a reușit înființarea a doua societăți mixte KRUPP BILSTEIN COMPA (1996) – în scopul dezvoltării, producerii și comercializării de amortizoare pentru autoturisme și KRUPP COMPA ARCURI (1998) actual Frauenthal Automotive Sibiu – pentru producerea și comercializarea de arcuri de suspensie pentru autocamioane.

Alte date de referință:

1999 – COMPA S. A. SIBIU: se privatizează integral;

2000 – Se constituie o nouă persoană juridică COMPA IT (Spin – Off) – servicii IT;

2001 – Se constituie firma mixtă ENERCOMPA – producție de energie electrică;

2002 – TRANSCAS (Spin – Off) – transport intern și internațional;

2005 – Se inaugurează Centrul de Formare Profesională Compa.

Prezentare produse

În cadrul acestei companii se realizează: subansamble și componente injector, subansamble și componente turbosuflante, subansamble și componente ștergătoare de parbriz, subansamble și componente casete și coloane de direcție, arcuri înfășurate la rece, repere ștanțate, tubulatură aer condiționat, echipamente industriale, matrițe și scule, confecții metalice.

Subansamble și componente injector

Se produc corpuri injectoare, nozzle și rampă comună. Acestea fac parte din sitemul injector pentru diferite tipuri de mașini.

Fig. 1.1 – Subansamble și componente injector: (a) corpuri injectoare; (b) nozzle; (c) rampă comună [17]

Subansamble și componente turbosuflante

Se produc flanșe, cartere cu dublu circuit de răcire cu apă și cu ulei, role și flanșe asamblate.

Prelucrarile se execută pe mașini cu comandă numerică, strunguri și centre de prelucrare cu 3, 4 și 5 axe.

Procesele de spalare se fac pe mașini speciale, automatizate și cu ultrasunete.

Asamblarea carterelor se execută pe standuri specializate de presare, sudură, controlul etanșeității produselor.

Avînd în vedere ca reperele intră în componența turbosuflantelor, echipamente ce asigură creșterea randamentului motoarelor autovehiculelor, cerințele clienților sunt ridicate iar procesele tehnologice sunt foarte precise, abaterile dimensionale, de poziție și de formă sunt de ordinul micronilor.

Calitatea produselor este monitorizată pe centrale de măsurare SPC, coloane de măsurare 2D și echipamente tridimensionale.

Fig. 1.2 – Subansamble și componente turbosuflante: (A) flanșe; (B) cartere cu dublu circuit de răcire; (C) role [17]

Subansamble și componente ștergătoare de parbriz

Compa execută lame, brațe și prinderi din aluminiu pentru sistemele de parbriz, care sunt destinate unei game deosebit de diversificată de tipuri de automobile și mărci de automobile.

Tipuri lame ștergătoare de parbriz:

lame ștergător pentru parbriz pentru mașini cu volan pe stânga sau pe dreapta atât pentru partea șoferului cât și pentru pasager (LHD DS/PS; RHD DS/PS);

lame ștergător pentru luneta din spate (RS);

lame ștergător pentru faruri;

componente de schimbare rapidă a gumei de cauciuc (refill).

Procesul de fabricație include ștanțare de componente, vopsire în cadrul atelierului, asamblare pe linii automate și semiautomate, ambalare în cutii individuale și livrare la clientul final.

Tipuri brațe ștergătoare de parbriz:

brațe ștergător care se conectează cu lama ștergător cu schelet metalic (classic) cu ajutorul unui adaptor tip carlig (Hook WAA);

brațe ștergător care se conectează cu lama aero cu ajutorul unui știft lateral (Side Lock WAA);

brațe ștergător care se conectează cu lama aero cu ajutorul unui element de conecție (Top Lock);

brațe ștergător dublu articulate.

După asamblare brațele ștergător sunt vopsite în instalații de vopsire de ultimă generație, ambalate și livrate direct clienților finali.

În cadrul atelierului se prelucrează și alezează prinderile de aluminiu folosite pentru asamblarea brațelor ștergător. Asamblarea prinderilor prelucrate se realizează cu știfturi și bucși.

Fig. 1.3 – Subansamble și componente ștergătoare de parbriz: (a) lamă stergător de parbriz; (b) braț ștergător de parbriz [17]

Subansamble și componente casete și coloane de direcție

Pinioanele realizate în Compa sunt destinate asamblării casetelor de direcție cu acționare manuală sau servo-asistate hidraulic, respectiv electric. Produsul astfel realizat este integrat în sistemul de direcție al autoturismelor și autoutilitarelor.

Constructiv, pinioanele de direcție, asigură cele mai bune condiții de funcționare, variație redusă a cuplului de rotație precum și durabilitate ridicată.

Tehnologiile sunt specifice prelucrării acestor tipuri de piese, utilizându-se echipamente performante pentru prelucrările mecanice, strunjire, danturare, tratamente termice, rectificare respectiv controlul fisurilor .

Calitatea este cerificată de echipamente de control specifice pinioanelor, atât pe liniile de fabricație cât și în laboratorul propriu.

Axele intermediare sunt realizate în conformitate cu normele internaționale și cerințele specifice clientului. Produsele sunt destinate echipării sistemelor de direcție, respectiv coloanelor de direcție, pentru autoturisme și autoutilitare. Acestea sunt de tip colapsabil pentru protecția conducatorului auto în caz de accident.

Asamblarea componentelor se face pe echipamente specifice cu înregistrarea valorilor de culisare axială respectiv unghiulară.

Fig. 1.4 – Subansamble și componente casete și coloane de direcție: (a) pinioane; (b) axe intermediare; (c) asamblare axe intermediare pentru coloane de direcție [17]

Arcuri înfășurate la rece

Având o experiență de aproape 100 de ani și cu o expertiză confirmată în domeniul producției de arcuri înfășurate la rece, Compa asigură o gamă largă de arcuri de compresiune, arcuri de tracțiune și arcuri de torsiune, cu diametrul sârmei cuprins între 0.15 și 10 mm.

Procesul de producție implică tehnologii specifice, fiind utilizate mașini de înfășurat și rectificat specializate (Wafios, Bamatec, OMD). Operațiile de tratament termic, acoperiri metalice și vopsire care completează procesul se realizează pe linii specializate. La cerere se execută și arcuri unicat după modelul sau documentația clientului.

Fig. 1.5 – Arcuri înfășurate la rece [17]

Repere ștanțate

Compa produce o gamă variată de repere ștanțate care intră în componența unor grupe de produse fabricate în companie, dar și repere și semifabricate pentru diverși clienți interni sau externi.

Procesul de producție pentru reperele ștanțate cuprinde operații de debitare, îndoire, ambutisare, ștanțare, găurire, debavurare, ambutisare adâncă. Toate reperele sunt supuse în final operațiilor de tobare, sablare, șlefuire și control pe instalații speciale. O parte din matrițele și ștanțele de perforat, decupat, ambutisat sunt proiectate și executate în Compa.

Fig. 1.6 – Repere ștanțate [17]

Tubulatură aer condiționat

Compa produce tubulatura pentru diverse aplicații în sistemele de răcire și încălzire.

Fig. 1.7 – Tubulatură aer condiționat [17]

Confecții metalice

De asemenea, în Compa se realizează debitări și perforări, îndoiri table și benzi, roluire/curbare bare și țevi.

Parteneri Compa

Compa și-a definit strategia de dezvoltare, având drept axa parteneriatele de lungă durata. Proiectele demarate de companie, împreună cu clienții, s-au concretizat, marcând schimbări esențiale în structura organizațională, sistemul de competențe profesionale, procesul alocării de resurse.

Parteneriatele sunt considerate adevaratul suport pentru eficiență, continuitate și progres și se bazează pe cateva principii:

dialog permanent, transparent și onest;

alinierea la dinamica clienților;

transferul de know-how și bune practici;

disponibilitatea și alocarea de resurse pentru îmbunătățirea proceselor.

Orientarea catre clienții mari, auto și non-auto, a permis realizarea de volume de serie mare, stabilitate și acces la tehnologiile de ultimă ora, pe de o parte și pe de altă parte, oferă soluții personalizate, tendința tot mai solicitată pe piață.

Fig. 1.8 – Parteneri Compa [17]

Analiza SWOT

Analiza SWOT este o metodă folosită în mediul de afaceri, pentru a ajuta la proiectarea unei viziuni de ansamblu asupra firmei. Ea funcționează ca o radiografie a firmei sau a ideii de afaceri și evaluează în același timp cu factorii de influență interni și externi ai unei organizații, precum și poziția acesteia pe piață sau în raport cu ceilalți competitori cu scopul de a pune în lumină punctele tari și slabe ale unei companii, în relație cu oportunitățile și amenințările existente la un moment dat pe piață.

Tabelul 1.1 – Analiza SWOT a companiei Compa

Principii Compa

Misiune: Componente auto de calitate pentru principalii producători de autoturisme.

Viziune: Companie care aduce tradiția industrială locală în rândul jucătorilor din industria auto mondială.

Valori:

Întelegerea și respectul pentru client, prin găsirea unor soluții adecvate și eficiente de colaborare, reușim să construim o relație de încredere, care ne ajută să anticipăm nevoile clienților noștri și să reacționăm înainte ca problemele să apară.

Cultul performanței, ne însușim redefinirea determinanților competitivității și performanței în contextul adăncirii procesului de globalizare la scara economiei mondiale.

Încrederea în forțele proprii, bazăndu-ne pe propriile puteri și fiind constienți de valorile noastre, am reușit să ne dezvoltăm continuu, devenind la ora actuală unul din principalii jucători în domeniu din Romania.

Respectarea legilor, activitatea comercială a companiei se extinde dincolo de granițele Romaniei și de aceea Compa își asumă responsabilitatea respectării legilor internaționale în vigoare pentru domeniul de activitate.

Comunicarea onestă, obiectivele strategice ale companiei sunt cunoscute de către toți angajații, acționarii și partenerii companiei, deciziile sunt luate într-un mod responsabil iar identificarea și rezolvarea unor probleme sunt aspecte pe care compania încearcă să le rezolve.

Respectul față de mediu, programele și acțiunile concrete pe care le implementăm și pe care dorim să le dezvoltăm, constituie garanția dezvoltării durabile pentru generațiile actuale și viitoare.

Investiția în oameni, compania investeste în fiecare angajat în parte, fiind constientă că succesul în afaceri nu poate fi atins decat prin performanță și loialitatea angajaților.

Sistemul de afacere Compa (CBS – Compa Business System)

Sistemul de Afacere Compa urmarește îmbunătățirea continuă atât a producției cât și a afacerii ca un tot unitar, utilizând metode și tehnici ca: Kaizen, Managementul Total al Calității, Lean și Întreprinderea Agilă.

Fig. 1.9 – Sistemul de afacere Compa (CBS – Compa Business System) [17]

Agilitatea este un concept modern de îmbunătățire continuă, focalizat pe:

Organizația ca un tot unitar (abordare holistică);

Adaptabilitate și flexibilitate;

Răspunsuri rapide la schimbare;

Crearea de oportunități de dezvoltare;

Prevenirea riscurilor;

Dezvoltarea și motivarea personalului;

Susținerea inițiativei, inovației și creativității.

CBS se bazează pe Mangementul Total al Agilității care reprezintă un concept care abordează organizația ca un tot, bazându-se pe 8 piloni ai dezvoltării agile (incluzând practici lean și metode de îmbunătățire continuă).

Fig. 1.10 – Managementul Total al Agilității (TAM – Total Agility Management) [17]

Certificate Compa

Fig. 1.11 – Certificate Compa [17]

Analiza liniei de fabricație pinioane pentru casete de direcție

Stabilirea familiei de produse

Piesele care se produc pe această linie fac parte din “familia arborilor”. Acestia sunt folosiți ca organe de mașini care transmit momente de răsucire și putere, sau în transmisiile mecanice prin curele sau roți dințate.

Solicitările la care sunt supuse piesele din aceasta familie sunt la torsiune și încovoiere, ceea ce impune anumite măsuri în elaborarea tehnologiilor de fabricație.

Materiale folosite la fabricarea arborilor pot fi: fontă de înaltă rezistență, oțeluri obișnuite, oțeluri carbon de calitate, oțeluri aliate sau materiale neferoase.

Tehnologiile de fabricație a semifabricatelor pot fi: prin turnare (arbori de dimensiuni mari), din laminate trase la rece sau la cald pentru arbori de transmisie (d<140 mm), din laminate care vor fi forjate pentru îmbunătățirea proprietăților fizico-mecanice, prin matrițare, la producții de serie mare și masă (arbori cotiți, ax cu came, etc).

În cadrul liniei analizate se produc două tipuri de pinioane, 200A și 160B, clienții finali fiind Toyota, Renault, Peugeot și Citroen.

Fig. 2.1 – Familia arborilor [1]

Descrierea tehnologiei

În cadrul acestui capitol se va prezenta procesul de fabricație al pinionului 200A având următoarele operații:

Operația 1 – Debitarea:

Procesul tehnologic începe cu operația de debitare plecând de la o bară laminată de 3 metri cu ajutorul unui disc tip fierastrău mecanic.

Fig. 2.2 – Debitare

Operația 2 – Frezare și centruire:

Procesul tehnologic continuă cu operația de frezare-centruire a capetelor semifabricatelor debitate anterior. Semifabricatele aduse de la debitare sunt puse pe o bandă, ele fiind aduse pe un mecanism de prindere în interiorul mașinii unde are loc în primă fază frezarea frontală ,simultană, a capetelor cu două freze cilindro-frontale, apoi se realizează centruirea la capete cu ajutorul a doua burghie.

Fig. 2.3 – Frezare și centruire

Operația 3 – Strunjire:

Operația de strunjire se realizează pe un strung CNC Mazak, prinderea semifabricatului se realizează între vârfuri, iar ca elemnt de fixare se folosește un cep. Strunjirea se realizează cu ajutorul mai multor cuțite cu plăcute amovibile din carbură metalică dispuse pe o turelă, fiecare dintre acestea realizând degrosări, finisări, canale, raze etc.

Fig. 2.4 – Strunjire CNC

Operația 4 – Șanfrenare:

După ce s-a realizat strunjirea este necesară obținerea șanfrenului la unul din capete care nu poate fi obținut la operația anterioară. Aceasta se realizează pe o mașină de șanfrenat, piesa fiind prinsă între vârfuri, iar prelucrarea se realizează cu ajutorul unui cuțit prevăzut cu o plăcuța amovibilă.

Fig. 2.5 – Șanfrenare

Operația 5 – Rulare caneluri:

Procesul tehnologic continuă cu realizarea canelurii, după ce s-a realizat strunjirea completă, pe o mașină specială PW 15 E. Pinionul este prins între vârfuri, iar canelurile se realizează prin deformare plastică, cu ajutorul a două role speciale care realizează o mișcare de avans radial, respectiv o mișcare de rotație.

Fig. 2.6 – Rulare caneluri

Operația 6 – Tăiere(frezare) dantură:

După realizarea canelurilor, urmează operația de danturare care se realizează pe o mașină specială de prelucrat danturi Gleason-Pfauter P60. Piesa se prinde cu ajutorul unui dispozitiv special aparținând mașinii, prelucrarea realizându-se cu ajutorul unei freze melc-modul comandată la cerere cu diametrul de 55 mm și modulul de 1.95.

Fig. 2.7 – Tăiere dantură

Operația 7 – Tratament termic:

Apoi, după danturare, pinioanele sunt supuse unui tratament termic de cementare, acestea fiind introduse în cuptor la o temperatură de 900° C, timp de 5 ore, în seturi de cate 480 de bucăți.

Fig. 2.8 – Cuptor tratament termic

Operația 8 – Îndreptare:

După realizarea tratamentului termic de cementare este necesară parcurgerea operației de îndreptare, unde piesa este prinsă între vârfuri, verificându-se dacă are bataie radială cu ajutorul unor cadrane și apoi se realizează îndreptarea cu ajutorul unei prese.

Fig. 2.9 – Îndreptare

Operația 9 – Rectificare:

În cadrul acestei operații se urmărește rectificarea simultană a trei diametre cu ajutorul unor pietre de rectificat pe mașina de rectificat Tacchella. Piesa este prinsă între vârfuri și prin avansul radial al pietrelor se realizează suprafețele cilindrice cu rugozitatea necesară.

Fig. 2.10 – Rectificare diametre

Operația 10 – Retăiere dantură:

Această operație este asemănătoare cu operația de tăiere dantură.

Fig. 2.11 – Retăiere dantură

Operația 11 – Control final:

La ultima operație piesele sunt băgate într-o soluție și apoi sunt introduse în aparatul de ultraviolet. La ultraviolet se detectează fisuri, spân, microneregularități, după care sunt verificate, împachetate și trimise la ambalare.

Fig. 2.12 – Control ultraviolet

Analiza nivelului de agilitate al companiei prin indicatori

La nivelul atelierului 450 din Compa se utilizează indicatorii Bekido și Chokko. Aceștia sunt impuși de către clientul JTEKT. De asemnea, alt indicator este cel de disponibilitate.

Disponibilitatea

Disponibilitatea carecterizează procentul din timpul disponibil în care se realizează producția efectivă. Din acesta se scade timpul în care echipamentul nu a funcționat, deși putea fi disponibil.

Disponibilitatea = Timp de operare/Timp disponibil , unde:

Timpul disponibil = (timpul normal de lucru + ore suplimentare) – (timpul planificat de nefuncționare );

Timpul de operare = Timpul disponibil – timpul de nefuncționare.

În continuare se vor prezenta intervențiile realizate de mentenanță pentru fiecare mașină-unealtă din cadrul liniei EP.

Mazak EP1:

Fig. 2.13 – Timpi de staționare Mazak EP1

Timpul total de nefuncționareEP1 = 4.342 + 0.197 + 1.050 + 1.984 + 2.256 + 0.554 = 10.383 ore;

Mazak EP2:

Fig. 2.14 – Timpi de staționare Mazak EP2

Timpul total de nefuncționareEP2 = 0.121 + 0.142 + 2.056 + 2.071 + 2.044 + 2.058 + 1.275 = 9.767 ore;

Mașină de șanfrenat EP3:

Fig. 2.15 – Timpi de staționare pentru mașina de șanfrenat EP3

Timpul total de nefuncționareEP3 = 1.005 + 0.168 + 1.292 + 1.284 + 0.957 = 4.706 ore;

Mașina de rulat caneluri Rollex EP4:

Fig. 2.16 – Timpi de staționare pentru mașina de rulat caneluri EP4

Timpul total de nefuncționareEP4 = 14.9 ore;

Mașina de danturat Gleason Pfauter EP5:

Fig. 2.17 – Timpi de staționare pentru mașina de danturat EP5

Timpul total de nefuncționareEP3 = 0.600 + 0.465 + 1.778 + 1.755 + 2.890 = 5.71 ore;

Astfel:

Pentru zona de debitare (D1+D2), disponibilitatea este:

Disponibilitatea = 1310/1320 = 0.99.

Timpul disponibil = 480 * 3 – 40 * 3 = 1320 min.

Timpul de operare = 1320 – 10 = 1310 min.

Pentru zona de frezare-centruire (D3+D4), disponibilitatea este:

Disponibilitatea = 1290/1320 = 0.97.

Timpul disponibil = 480 * 3 – 40 * 3 = 1320 min.

Timpul de operare = 1320 – 30 = 1290 min.

Pentru zona EP, disponibilitatea este:

Disponibilitatea = 1285.8/1320 = 0.97.

Timpul disponibil = 480 * 3 – 40 * 3 = 1320 min.

Timpul de operare = 1320 – 34.2 = 1285.8 min.

Bekido

Rata Bekido este un indicator al eficienței unei linii și se referă la cât de mult poate produce o linie fară a se opri mașina-unealtă.

Această rată a liniei se calculează pe baza NMCT care reprezintă timpul maxim de ciclu al mașinii (inclusiv încărcarea și descărcarea piesei).

Rata Bekido = * 100 [%] ;

Ca și metodă de calcul utilizată pentru obținerea unui rezultat Bekido pe lună se realizează o suma de produse dintre timpul de ciclu al produsului și cantitatea de produse realizate în fiecare schimb care apoi este împărțit la suma totală de timp disponibil exprimată în secunde.

În continuare voi prezenta performanțele liniilor din zona de degroșare D1+D2, D3+D4 și EP pe baza rezultatelor la sfârșitul fiecarei luni din anul 2018.

Debitare D1+D2:

Fig. 2.18 – Rezultate Bekido pentru linia D1+D2( ianuarie-mai 2018)

Fig. 2.19 – Grafic evoluție performanță linia D1+D2

Frezare-centruire D3+D4:

Fig. 2.20 – Rezultate Bekido pentru linia D3+D4( ianuarie-mai 2018)

Fig. 2.21 – Grafic evoluție performanță linia D3+D4

EP:

Fig. 2.22 – Rezultate Bekido pentru linia EP( ianuarie-mai 2018)

Fig. 2.23 – Grafic evoluție performanță linia EP

Acest tabel, referitor la evoluția performanței unei linii de fabricație, conține date lunare despre cantitatea producției, Bekido, NON Bekido. În cadrul NON Bekido se regăsesc pierderile legate de defectare utilaj, schimbare scule, schimbare fabricație, reglaje, probe, lipsă scule, lipsă piese, relocare, altele, pierderi de calitate respectiv și cele neidentificate.

Choko

Choko este un indicator al calității și reprezintă raportul dintre produsele finite care părăsesc o linie și cantitatea totală de materii prime care intră pe linie.

Rata Choko = * 100 [%];

Eu voi analiza acest indicator pentru luna mai 2018, bazându-mă pe informațiile culese la sfârșitul acestei luni din tabele pentru fiecare zonă.

Fig. 2.24 – Rezultate producție luna mai 2018 pe linia D1+D2

ChokoD1+D2 = * 100 = 99.98 % ;

Fig. 2.25 – Rezultate producție luna mai 2018 pe linia D3+D4

ChokoD3+D4 = * 100 = 99.93 % ;

Fig. 2.26 – Rezultate producție luna mai 2018 pe linia EP

ChokoEP = * 100 = 99.89 % ;

Fig. 2.27 – Grafic Choko linia EP

În fig. 2.27 se prezintă graficul Choko pentru zona EP pe luna mai, observându-se ca procentul de piese bune este situate peste targhetul reprezentat de linia verde.

La sfărșitul celor trei schimburi ale zilei șeful de schimb completeză graficul cu procentul de calitate realizat, adică procentul pieselor conforme din total piese realizate. Linia cu culoare verde reprezintă target-ul liniei respective.

În figura 2.28 se prezintă numărul de rebuturi realizate în zona EP, în cele trei schimburi, de-a lungul lunii mai 2018. Astfel, a rezultat un total de 37 de rebuturi.

Schimb 1: Schimb 2: Schimb 3:

Fig. 2.28 – Număr rebuturi pe luna mai 2018 pentru linia EP: (a) schimb 1; (b) schimb 2; (c) schimb 3

Nr. reb.Mai = Nr. reb.Sch 1 + Nr. reb.Sch 2 + Nr. reb.Sch 3 = 25 + 4 + 8 = 37 buc.

Analiza indicatorilor

În urma analizei indicatorului de disponibilitate se constată că:

Timpul disponibil pe o zi pentru cele trei linii este de 1320 min, iar timpul de operare diferă în funcție de timpul de nefuncționare a utilajelor;

În cadrul liniei EP pentru strungul Mazak EP1 a existat un număr de 6 intervenții cu o durată de staționare totală de 10.383 ore, pentru cel de-al doilea strung Mazak EP2 a existat un numar de 7 intervenții cu o durată de staționare totală de 9.767 ore, pentru mașina de șanfrenat EP3 s-a realizat un număr de 5 intervenții cu o durată de staționare totală de 4.706 ore, pentru mașina de rulat caneluri Rollex EP4 s-au realizat un număr de 17 intervenții cu o durată de staționare totală de 14.9 ore, iar pentru mașina de danturat EP5 a existat un număr de 5 intervenții cu o durată de staționare totală de 5.71 ore;

Timpul total de nefuncționare a utilajelor pe linia EP pe o lună a fost de 11.38 ore, resultând o medie pe zi de 0.57 ore, adică 34.2 min;

Pentru linia de debitare D1+D2, în medie, timpul de nefuncționare pe zi a utilajelor a fost de 10 min, iar pentru linia de frezare-centruire D3+D4 a fost de 30 de min;

Disponibilitatea pentru linia D1+D2 este 99%, pentru linia D3+D4 este 97%, iar pentru linia EP este tot de 97%.

În urma analizei indicatorului de eficiență (Bekido) se constată că:

Performanța liniei de debitare (D1+D2) a fost în toate luniile de la începutul anului 2018 peste ținta impusă de 85%;

Indicatorul de performanță Bekido, în cazul liniei de frezre-centruire D3+D4, a fost peste ținta impusă de 85% în majoritatea lunilor, excepție facând prima lună a anului 2018;

Referitor la linia de fabricație EP se observă ca în fiecare lună a anului 2018 performanța a fost sub target-ul impus de 88%. Acest fapt se datorează procentului foarte mare a cauzelor neidentificate de 12.44%;

O posibilă explicație ar fi faptul ca nu s-a lucrat zilnic pe acele linii, tot timpul disponibil, datorită lipsei de personal, sau a priorității realizării de produse pe alte linii prin furnizarea de personal suplimentar de pe această linie. Alta cauză ar putea fi scăderea comenzilor;

Cantitatea de produse realizate pe linia EP a fost de 33845 bucăți, sub ținta impusă de 53680 de bucăți;

Timpul de defectare pe întreaga lună a fost de 405 minute, reprezentănd 1.6 % din timpul disponibil;

Pentru luna de analiză, valoarea indicatorului Bekido este:

Tabel 2.1 – Rezultate indicator Bekido luna mai 2018

În urma analizei indicatorului de calitate (Choko) se constată că:

Valorile indicatorului de calitate sunt de 99.98% pentru linia de debitare, 99.93% pentru linia de frezare-centruire și de 99.89 pentru linia EP;

Aceste valori obținute pe luna mai în cadrul liniei EP au depășit ținta impusa de 99.5%;

Un număr mic de rebuturi pe linia EP egal cu 37 de bucăți care înseamnă 0.11% din totalul de produse realizate.

Informații despre fluxul analizat

În cadrul acestui subcapitol voi analiza linile de fabricație din zona de degroșare, adică operațiile realizate înainte de tratamentul termic. Aceste operații au următoarea succesiune: debitare, frezare-centruire, strunjire, șanfrenare, rulare și frezare dantură.

Fig. 2.29 – Dispunerea posturilor de lucru în zona de degroșare

Astfel, liniile din zona de degroșare cuprind două mașini de debitat, două mașini de frezare-centruire LC-700AH, două strunguri Mazak, o mașina de rulat caneluri Profiroll, o mașină de șanfrenat și o mașina de danturat Gleason Pfauter P60.

OEE (Overall Equipment Effectiveness) – Randamentul sintetic

Performanța în producție este determinată în majoritatea cazurilor de mașini/echipamente sau de intervenția umană.

OEE reprezintă eficacitatea generală a echipamentului și este definit ca produsul dintre disponibilitate, eficiență și calitate.

OEE = Disponibilitate*Eficiență*Calitate

Disponibilitatea reprezintă procentul din timpul disponibil în care se realizează producția efectivă.

Disponibilitatea = Timp de operare/Timp disponibil , unde:

Timpul disponibil = (timpul normal de lucru + ore suplimentare) – (timpul planificat de nefuncționare );

Timpul de operare = Timpul disponibil – Timpul de nefuncționare.

Eficiența procesului se referă la faptul că deși echipamentul funcționează, nu realizează o producție suficientă, datorită inactivității cauzate de nevoi ale personalului, interferenței cu alte mașini, viteze mici de funcționare, ajustărilor, testărilor, micilor întreruperi, orelor de instruire, etc.

Eficiența = (Timpul de ciclu teoretic al unui produs * număr de produse) / Timp de operare;

Calitatea este dată de procentul de produse bune.

Procentul de produse bune = (Numărul de produse – Numărul de rebuturi) / Numărul de produse.

În continuare se va calcula coeficientul OEE pentru cele trei linii.

Linia D1+D2:

Disponibilitatea = 0.99;

Eficiența = 0.88;

Calitate = 0.99.

Rezultă că:

OEED1+D2 = 0.99 * 0.88 * 0.99 = 0.86 * 100 = 86 %.

Linia D3+D4:

Disponibilitatea = 0.97;

Eficiența = 0.90;

Calitate = 0.99.

Rezultă că:

OEED3+D4 = 0.97 * 0.90 * 0.99 = 0.86 * 100 = 86 %.

Linia EP:

Disponibilitatea = 0.97;

Eficiența = 0.83;

Calitate = 0.99.

Rezultă că:

OEEEP = 0.97 * 0.83 * 0.99 = 0.79 * 100 = 79 %.

Pe baza valorilor obținute ale indicatorului OEE, se poate concluziona că:

Valorile disponibilității și a calității, folosite la calculul OEE, pentru cele trei linii sunt bune, peste ținta impusă.

Valorile eficienței (Bekido) pentru liniile de debitare și frezare-centruire sunt conforme peste țintele impuse, în schimb valoarea indicatorului pentru linia EP este sub ținta propusă.

Valoarea OEE pentru liniile D1+D2 și D3+D4 indica o eficacitate generală a echipamentului bună.

Valoarea OEE pentru linia EP este relativ mai mică putând fi imbunătățită, în special, prin creșterea valorii indicatorului de eficiență Bekido.

Astfel, în urma analizei indicatorilor prezentați se propune creșterea procentului de produse bune, mărirea timpului efectiv de lucru, creșterea eficienței și obținerea de produse cu calitate mai bună.

Harta actuală a fluxului de valoare (VSM – Value Stream Map)

Harta fluxului de valoare este un document grafic complex ce cumulează informații complete despre un subsistem al companiei (flux de producție, flux de aprovizionare, flux de documente etc.).

De asemenea, este o metodă de analiză ce permite depistarea pierderilor și planificarea eliminării lor. Astfel, se creează o viziune de ansamblu ce integrează toate activitățile de îmbunătățire din organizație.

Pentru a realiza această hartă este nevoie să se definească mai întâi sistemul ce urmează a fi analizat (linia de fabricație).

Apoi, după definirea sistemului în ansamblu se vor defini toate elementele conexe ale acestui sistem: furnizori, intrări, procese cu valoare adăugată, ieșiri, clienți, clientul intern sau clientul extern.

În continuare vor trebui stabiliți parametrii care urmează sa fie măsurați și vor trebui să se realizeze măsurători ai acestor parametrii. Se folosește în mod uzual metoda observațiilor instantanee.

Astfel, în urma acestei analize se va obține o hartă ce prezintă principalele informații ale unui proces.

În continuare se parcurg pașii pentru realizearea unei astfel de hărți pentru un process tehnologic format din 11 operații:

Pasul 1: Se desenează furnizorul (stânga sus), beneficiarul (dreapta sus) precum și procesul de control al producției.

Pasul 2: Se specifică orele de lucru precum și timpul disponibil planificat pentru acest flux de producție.

Pasul 3: Se completează cerințele beneficiarului (pe lună, pe saptămână sau pe zi). Apoi, se specifică numărul de piese dintr-un container și numărul de containăre. De asemenea, se calculează producția zilnică.

Pasul 4: Se desenează simbolul de aducere al semifabricatelor cu frecvența livrării. Se notează încărcarea totală, parțială sau mixtă.

Pasul 5: Se desenează simbolul de livrare a produselor finite cu frecvența livrării. Se notează încărcarea totală, parțială sau mixtă.

Pasul 6: Se desenează câte un dreptunghi pentru fiecare proces, în ordine, de la stânga la dreapta. De asemenea, se adaugă dreptunghiuri sub procese pentru completarea de date.

Pasul 7: Se desenează o linie a timpului pentru perioadele în care se adaugă valoare și în care nu se adaugă valoare.

Pasul 8: Se adaugă săgeți de comunicație, specificându-se metoda si frecvența.

Pasul 9: Se obțin caracteristicile procesului și se adaugă date. Pot fi informații despre:

Tabel 2.2 – Tipuri de parametri utilizați pentru realizarea unei Hărți a fluxurilor de valoare [17]

Pasul 10: Se adaugă simbolul de operator și încărcarea operatorilor în fluxul de producție studiat. Atunci când fluxul analizat folosește procese care sunt utilizate și la alte fluxuri de producție, se sepecifică doar operatorii utilizați la fluxul analizat. Pot să rezulte operatori fracționari.

Pasul 11: Se desenează simbolurile de flux împins, tras și FIFO.

Pasul 12: Se adaugă localizarea stocurilor și mărimea lor, se estimează mărimea medie a stocului pentru o locație.

Pasul 13: Se adaugă și alte informații utile.

Pasul 14: Se completează axa timpului. În cazul proceselor este timpul ciclului de lucru.

Pasul 15: Se calculează și se completează timpul ciclului total de producție și Lead Time total.

Analiza Hărții actuale a fluxurilor de valoare

În fig. 2.30 este prezentată Harta fluxului de valoare pentru fluxul de producție din zona de degroșare al pinionului. Această zonă cuprinde 6 operații, având timpii de ciclu, de operator, de reconfigurare a unui post de lucru sau procentul de defecte prezentați în tabelul 2.3.

Fig. 2.30 – Harta actuală a fluxurilor de valoare

Previziunile către furnizor se fac lunar, iar comenzile se fac săptămânal. În ceea ce privește clientul, previziunile se fac de două ori pe lună, iar comenzile se transmit de două ori pe săptămână.

Tabel 2.3 – Timpii de ciclu, de operator, de reconfigurare și procentul de defecte pentru operații

Analizând Harta actuală se constată că:

Majoritatea stocurilor interoperaționale sunt mari pentru că semifabricatele se primesc săptămânal de la furnizor;

În magazii stocurile sunt de asemenea mari;

Cel mai mare stoc intermediar este în fața operației 3;

Operația unde se produc gâtuiri este tot operația 3;

Lead time-ul pe zona de degroșare este de 17 zile în condițiile în care timpul efectiv de prelucrare în această zonă este de 159 de sec;

Produsele finite se livrează de două ori pe săptămână;

Fluxul de fabricație este de timp împins;

Timpii de reconfigurare a posturilor de lucru sunt:

Operația 1: TR1 = 20 min;

Operația 2: TR2 = 50 min;

Operația 3: TR3 = 5 min;

Operația 4: TR4 = 20 min;

Operația 5: TR5 = 60 min;

Operația 6: TR6 = 30 min.

Trebuie să se scadă timpii de reconfigurare pentru operațiile 2 și 5 pană la valori sub 20 min.

Proiectarea hărții viitoare a fluxului de valoare

Harta fluxurilor de valoare în stadiul viitor permite crearea unei viziuni de ansamblu ce integrează toate activitățile de îmbunătățire din organizație și care va duce la micșorarea pierderilor.

Timpul de tact

În cadrul Fabricației Agile timpul de tact exprimă ritmul cererii și reprezintă durata dorită între output-urile succesive ale unui process tehnologic, gândit pentru satisfacerea cererii beneficiarilor. De asemenea, este o valoare impusă de cererea beneficiarilor.

Timpul de tact se calculează cu următoarea relație:

Timpul de tact = [sec];

De asemenea, se folosește și noțiunea de timp de cadență care semnifică ritmul producției. Este necesar ca timpul de cadență sa fie mai mic decat timpul de tact. Pentru calcul se folosește următoarea relație:

Timpul de cadență = 0.9 * Timpul de tact [sec];

În continuare se va calcula timpul de tact pentru linia EP, cunoscându-se:

Durata de lucru pe schimb = 8 x 60 =480 min;

Numărul de schimburi = 3;

Durata de muncă disponibilă pe schimb = 480 – 40 = 440 min;

Zile de lucru pe săptămână = 5;

Număr de săptămâni pe lună = 4.2;

Numărul de piese cerute de beneficiar:

Tabel 3.1 – Cerințe pinioane client

Timpul de tact = 440 * 3 * 5 * 4.2 * 60 / 12800 = 130 sec = 2 min 10 sec;

Timpul de cadență = 0.9 * 163.06 = 117 sec = 1 min 57 sec.

Proiectarea fluxului de fabricație

Se constă că toate operațiile sunt adecvate, având timpii de ciclu mai mici decât timpul de tact.

Se propune formarea unei celule de fabricație care să conțină operațiile 3, 4 și 5.

Gătuirea se referă la operația cu cel mai lung timp de ciclu de realizare a operației. În cazul nostru este vorba de operația 3 de strunjire, care are un timp de ciclu de 64 de secunde.

Numărul minim de muncitori se calculează cu relația:

Nr. de muncitori necesari = = = 1.36;

Rezultă ca este necesar un număr de 2 muncitori.

În situația în care timpul de reconfigurarea a liniei de producție scade la valori sub 10 min, este posibil să se niveleze producția și să se lucreze cu stocuri mici.

Se urmărește o reducere a timpilor de reconfigurare cu 50-90%. Astfel, în acest caz, se consideră ca este realist să se reducă timpul de reconfigurare a liniei de fabricație la 20 min. O atenție mai mare trebuie data reconfigurării posturilor doi și cinci.

Astfel, disponibilitatea crește o dată cu scăderea timpului de reconfigurare.

Aspecte legate de calitate

În cadrul acestui subcapitol, legat de calitate, fig. 2.31 prezentă diagrama Pareto pentru defectele apărute în cadrul liniei de fabricație a reperului 200A de-a lungul unei luni.

De asemenea, în tabelul 3.2 sunt prezentate tipurile de defecte, numărul de rebuturi, procentul aferent și procentul cumulat.

Fig. 3.1 – Diagrama Pareto defecte reper 200A în interval de o lună

Tabel 3.2 – Tipuri de defecte

Rezultă ca cele mai mari defecte ale calității au apărut la prelucrările de rectificare diametre cu 58 de bucăți, reglare schimbare finiție cu 24 de rebuturi, zone întunecate pe suprafețele rectificate cu 18 rebuturi și diametru canelură neconform cu 17 rebuturi. Toate aceste defecte însumează un procent foarte mare din totalul defectelor.

Specificarea șantierelor Kaizen

Se propun următoarele șantiere Kaizen:

Un șantier Kaizen pentru micșorarea timpului de ciclu la operația 3;

Un șantier Kaizen pentru micșorarea timpilor de reconfigurare, în special a posturilor 2 și 5, a fluxului de producție la 20 min;

Un șantier Kaizen pentru standardizarea muncii pe linia de fabricație;

Un șantier Kaizen pentru dezvoltarea unui system Poka Yoke pentru operația 5;

Un șantier Kaizen pentru îmbunătățirea managementului vizual;

Un șantier Kaizen 5S de modificare a structurii fișei de audit;

Un șantier Kaizen pentru schimbarea dispunerii posturilor de lucru (layout).

Analizând harta fluxurilor de valoare viitoare se constată că:

Timpul de ciclu al pinionului s-a redus la 151 secunde, prin reducerea timpului de ciclu de la operația 3.

Lead time-ul a scăzut de la 17 zile la 12 zile.

Semifabricatele de la furnizor vin de două ori pe saptămână, iar produsele finite se trimit către clientul extern tot de două ori pe saptămână.

În magazii stocurile au mai scăzut.

Fluxul de fabricație este de timp împins.

Fig. 3.2 – Harta viitoare a fluxurilor de valoare

Proiecte de îmbunătățire

Dispunerea posturilor de lucru (layout)

În cadrul dispunerii posturilor de lucru propun mutarea mașinii de danturat Gleason-Pfauter din zona cuprinsă între frezare-centruire și strunjire-șanfrenare-rulare caneluri în zona situată în continuarea celor din urmă menționate (fig. 4.1).

Fig. 4.1 – Reamplasarea posturilor de lucru

Astfel, se respectă și ordinea mașinilor-unelte conform operațiilor.

5S

5S se referă la organizarea locului de muncă și reprezintă o bază solidă pentru multe organizații, ce sunt orientate către îmbunătățirea continuă. Este aplicabilă și de succes în toate sectoarele care doresc să aibă rezultate remarcabile.

Cei 5 pași sunt următorii:

Sortare: Sortează și separă elementele în necesare și inutile, din zonă.

Strălucire: Curăță locul de muncă și echipamentele periodic, în așa fel încât oricine le poate identifica defectele.

Sistematizare: Organizați elementele necesare în locul potrivit, pentru crearea unui mediu optim si eficace. Identifică clar locurile pentru fiecare element, în așa fel încât oricine le poate găși și returna, o dată ce sarcina a fost îndeplinită.

Standardizare: Realizarea standardelor și aplicarea lor.

Susținere: Menține standardele și îmbunătățește continuu, în fiecare zi.

În cadrul atelierului, se realizează completarea săptămânală a unei fișe de audit ca în fig. 4.2.

Fig. 4.2 – Model fișă de audit varianta 1

Există șapte zone în cadrul atelierului pentru care este necesară completarea fișelor cu note de 0, 5 și 10. În fiecare săptămână există căte un responsabil TESA pentru fiecare zonă a atelierului.

La finalul săptămânii responsabilul cu îmbunătățirea continuă preia de la panou (fig. 4.4) fișele de audit completate și însumează notele acordate care mai apoi sunt trecute într-un document în care se compară cu taget-ul propus. În cazul în care ținta nu este atinsă se iau măsuri.

Fig. 4.3 – Zone audit

Fig. 4.4 – Panou 5S

De asemenea, există și o rubrică în cadrul documentului excel în care se descriu problemele apărute precum și responsabilul care a constatat.

Fig. 4.5 – Rubrica fișă de audit excel

Ca îmbunătățire se propune înlocuirea fișei de audit (fig. 4.2) cu o altă fișă de audit (fig. 4.6) în care evaluarea se face nu cu note, ci cu o colorare parțială sau totală a cercului. Se consideră că evaluarea este mult mai vizibilă și pronunțată pentru ceilalți.

Fig. 4.6 – Model fișă de audit varianta 2

Management vizual

Managementul vizual constă în oferirea de informații vizuale atât muncitorilor cât și celor care iau contact cu procesul de producție. Scopul este acela de a înțelege ușor și rapid toate problemele ce apar într-un flux de producție.

Fig. 4.7 Fig. 4.8 Fig.4.9

În fig. 4.7 culoarea verde semnifică desfășurarea unor operații normale, dacă ar fi fost culoarea galbenă activă aceasta ar fi semnificat schimbarea producției sau o mentenanță planificată, iar culoarea roșie ar fi fost echivalentul unei anomalii sau a unei defecțiuni a mașinii.

Cartonașul cu bulina verde din fig. 4.8 atașat pe o mașină-unealtă semnifică că mașina-unealtă este activă în cadrul fluxului de producție, altfel ar fi fost atașat cartonașul de culoare roșie cu textul STOP (fig. 4.9).

Fig. 4.10 Fig. 4.11

Figura 4.10 prezintă niște avertizări asupra muncitorului că este obligat sa fie echipat, în cazul efectuării unei activități la această mașină-unealtă, cu mânuși și ochelari de protecție. În fig. 4.11 operatorul este atenționat de existența unei scule în teste.

Fig.4.12 – Marcare suprafeței: (a) culoar de deplasare; (b)marcare zonă staționare cărucior; (c) trecere de siguranță

În figurile de mai sus se poate observa marcarea podelei cu culoare de deplasare în siguranță, trecere de siguranță precum și marcarea clară a locurilor unde este permisă staționarea cărucioarelor interoperaționale.

Ca îmbunătățire se propune crearea unui spațiu de adunare a tuturor operatorilor pentru eficientizarea ședințelor din secție, unde să se regăsească panouri cu diferite informații despre producție, deoarece nu se gasește momentan un asemenea spațiu (fig. 4.13).

Fig. 4.13 – Spațiu de adunare a operatorilor pentru ședințe

O altă propunere de îmbunătațire este ca pe containere să fie marcat să se arate nu doar cantitatea de rebuturi ci și echivalentul în bani a acestor rebuturi. Pe masură ce se adună rebuturile poate să aibă un dublu rol: semnalizează rapid rebuturile peste limita admisă și poate transmite către operatori informații privind pierderile care au fost astfel cauzate (fig.4.14).

Fig. 4.14 – Model container cu marcare a cantității de rebuturi și echivalentul în bani

Dezvoltarea de sisteme Poka Yoke

Scopul utilizării sistemului Poka Yoke este de a înlătura posibilitatea promovării pinionelor cu următoarele defecte: simetrie canelură neconformă și lungme canelură neconformă (canelură scurtă).

Astfel, se introduc pe rând etaloanele :

Simetrie canelură OK, trebuie să se aprindă becurile: verde, galben (fig.4.16) și mașina să pornească.

Lungime canelura maxim, trebuie să se aprindă becurile: verde, galben (fig. 4.16) și mașina să pornească.

Lungime canelură minim, trebuie să se aprindă becul roșu (fig. 4.17), să se blocheze piesa în dispozitiv și masina să nu porneasca. Astfel, se anuntă inspectorul de control pentru deblocare.

Fig. 4.15 – Semnalizare pinion OK Fig.4.16 – Semnalizare verde-galben

Fig. 4.17 – Semnalizare pinion neconform Fig. 4.18 – Pozitionare pinion în dispozitivul Poka-Yoke

După efectuarea operației de rulare caneluri, fiecare pinion trebuie introdus în sistemul Poka Yoke. Pinionul se poziționează perpendicular în dispozitiv, fară a forța intrarea, se lasă să intre sub greutatea proprie (fig. 4.18).

Dacă pinionul este conform, se aprinde becul verde, care confirmă lungime canelură OK iar dupa poziționarea pinionului pentru rulare canelură între vârfuri cel galben, care confirmă străngerea corectă a piesei și se poate lucra cu mașina.

Daca pinionul este neconform, se aprinde becul roșu și piesa se blochează în mod automat în Poka Yoke , blocând și pornirea mașinii.

Pentru a repornii mașina, se anunță inspectorul de control, acesta introducând cheia în iala din butonul roșu, o răsucește spre dreapta, extrage cheia și apasă butonul roșu (fig. 4.19).

Fig. 4.19 – Buton repornire mașina

În cazul în care sistemul Poka Yoke intră în alarmă sau nu eliberează piesa se procedează în felul următor: se demontează corpul Poka Yoke, se introduce etalonul lungime canelură maxim, se verifică senzorul lateral, acesta trebuie să fie confirmat prin bec portocaliu aprins, daca nu este confirmat, se rotește în sens orar pană la confirmare. După aceasta se rotește în sens invers aproximativ 90˚ (senzorul nu trebuie să fie în contact cu piesa). La fel se procedează și cu senzorul din partea de jos. Toate acțiunile se fac cu etalonul piesă OK.

Standardizarea muncii

Munca standardizată reflectă cele mai bune practici și reprezintă baza pentru îmbunătățirile continue.

În cadrul acestei linii din Compa se foloseste foaia numită “Urmărirea orară a producției”, în care fiecare muncitor completează în fiecare ora numărul de piese realizate. Numărul de piese poate fi comparat cu target-ul pe baza rației. De asemenea, există și o coloană unde se trec toate tipurile de întreruperi, cu ora de început și de sfârsit precum și tipul întreruperii.

De asemenea, se mai folosește și documentul “conduita operatorie” în care se prezintă mișcările și ordinea parcursă de către operator.

Fig. 4.20 – Exemplu conduită obligatorie

Un document propus, referitor la standardizarea muncii, este “Simograma combinării sarcinilor operatorului” care prezintă secvențele de lucru ale operatorului cu timpii manuali, ai mașinii, de deplasarea operatorului, de așteptare a operatorului. Astfel, pentru linia EP ar arăta în felul următor:

Fig. 4.21 – Exemplu simograma combinării sarcinilor operatorului pe linia EP

În simograma de mai sus pentru operațiile 3, 4 și 5 se utilizează un operator. Operația 3 cuprinde două mașini-unelte, operațiile 4 și 5 cuprind o mașină-unealtă. Astfel, operatorul pornește de la primul strung, având un timp de operator de 10 sec, apoi se introduce pinionul în strung pentru un timp de mașină de 62 sec, operatorul se deplasează la cel de-al doilea strung unde decurg aceiași timpi de operator și de mașină după care se deplaseaza la mașina de șanfrenat unde se prelucrează doua pinioane, realizându-se un timp de operator de 2 x 4 sec, un timp de mașină de 2 x 12 sec și o deplasare pană la ultima mașină de rulat caneluri de 3 sec, unde regăsim un timp de operator de 2 x 3 sec, timp de mașină de 2x 6 sec și apoi o deplasare de 4 sec pană la primul strung pentru a se relua ciclul.

Se poate concluziona că standardizarea muncii duce la creșterea eficienței operatorului în cadrul liniei de fabricație.

Contribuții personale și concluzii

Pentru început am cautat informații despre firma Compa cu privire la istoric, gama de produse ce se realizează, parteneri, principii etc.

În cadrul acestei cercetări am analizat un flux de fabricație din cadrul zonei de degroșare cu operațiile specifice și caracteristici pentru realizarea unor pinioane.

Am cules informații și am calculat indicatorii de disponibilitate, eficiență (Bekido) și calitate (Choko) pentru cele trei linii din zona de degroșare: D1+D2, D3+D4 și EP.

Apoi, pe baza acestor indicatori am calculat indicatorul OEE, de eficiență generală a echipamentului, pentru cele trei linii.

În continuare, am realizat Harta actuală a fluxurilor de valoare pendru depistarea pierderilor din sistem, punând în evidență punctele slabe ale fluxului de fabricație.

De asemenea, am proiectat Harta viitoare a fluxurilor de valoare pentru crearea unei viziuni de ansamblu ce integrează toate șantierele Kaizen care duc la reducerea pierderilor.

În final, am dezvoltat proiecte de îmbunătățire pentru principalele probleme identificate în cadrul fluxului de fabricație.

Obiectivele principale pentru îmbunătățirea unui flux de fabricație constau în reducerea defectelor și irosirea de resurse în mod inutil, reducere timpului de producție și lead time, micșorarea nivelurilor stocurilor, îmbunătățirea productivității muncii, utilizarea eficientă a echipamentului și spațiului de lucru, flexibilitate mărită pentru a produce o gamă variată de produse cu durate și costuri minime de schimbare a producției, precum și creșterea output-ului pentru situația în care se reduce ciclul de producție, crește productivitatea muncii, se elimină blocajele și se micșorează timpii în care echipamentele nu lucrează.

Performanța în producție este determinată în majoritatea cazurilor de echipamente sau de intervenția umana. Astfel, performanța reală a echipamentului poate fi determinată prin mai multe metode, dar un mod sigur și corect de estimare îl reprezintă eficacitatea generală a echipamentului – OEE.

Dacă Harta actuală a fluxurilor de valoare permite depistarea pierderilor din sistem, Harta fluxurilor din stadiul viitor permite creare unei viziuni de ansamblu care înglobează toate activitățile de îmbunătățire din organizație și care duc la micșorarea pierderilor.

Orice flux de fabricație trebuie sa se regăsească într-o continuă implementare de proiecte de îmbunătațire, fie pentru reducerea de costuri, mărirea productivității sau pentru eficientizarea muncii operatorilor.

Partea a-II-a – Proiectarea tehnologiei de execuție și a SDV-urilor necesare realizării reperului “Pinion B0”(nr. desen PIN-142-02)

Proiectarea procesului tehnologic de fabricație a reperului “Pinion B0”, desen nr. PIN-142-02 pentru o producție anuală de 20000 buc/an, într-un regim de lucru de 2 schimburi pe zi.

Studiul piesei pe baza desenului de execuție a reperului

Rolul funcțional al piesei

Reperul “pinion” face parte din sistemul de direcție al unui autovehicul. Un sistem de direcție cuprinde o serie de mecanisme, sistemul asigură o rostogolire fără alunecare a roților în viraj.

Analiza posibilităților de realizare a preciziei macro si micro geometrice (dimensionale, de formă, de poziție reciprocă a suprafețelor și a rugozității) prescrise în desenul de reper.

În vederea realizării analizei posibilitățiilor de realizare a preciziei macro și microgeometrice prescrise în desenul acestui reper, se va realiza marcarea suprafețelor ce urmează a fi prelucrate.

În urma marcării acestor suprafețe se va analiza modul în care aceste suprafețe se pot obține, dar și a etapelor tehnologice intermediare.

Fig. 1.1 – Notarea suprafețelor de prelucrat

Tabel 1.1 – Suprafețele pinionului

Date privind tehnologia semifabricatului

Date asupra materialului semifabricatului (compoziție chimică, proprietăți fizico-mecanice etc)

Se utilizează materialul 16CrMo4 (DIN EN 10028-2) care este prevăzut cu o rezistența mare la încovoiere, tracțiune, precum și o plasticitate și duritate suficientă. Sta

Concentrația elementelor din aliaj este destul de ridicată, în special din oțeluri rezistente la coroziune, oțel rezistent la temperaturi ridicate, oțel rezistent la uzură și alte oțeluri speciale referitor la proprietațile fizice și chimice.

Compoziția chimică cuprinde: Si = 0.10…0.40%;

Mn = 0.60…0.85%;

Al = 0.020…0.050%;

S = 0.005…0.020%;

C = 0.14…0.19%;

Mo = 0.20…0.30%;

Cr = 0.95…1.25%.

Tratament termic:

Cementare: 900±10șC; Adâncime de cementare: 0.45-0.80 mm.

Călire: 880±10șC;

Revenire: 185±5șC.

Proprietăți mecanice:

Rezistență la tracțiune: 650-880 MPa;

Elongație: 8-25%;

Rezistență la oboseală: 275 MPa;

Duritate: 152-183 HB.

Stabilirea metodei și a procedeului economic de realizare a semifabricatului

Datorită formei și dimensiunilor semifabricatului, materialului și seriei de fabricație se alege ca procedeu de obținere a semifabricatului laminarea la rece.

Laminarea este procedeul tehnologic de prelucrare prin deformare plastică caracterizat prin aceea că materialul este obligat sa treacă pintre doi cilindrii aflați în mișcare de rotație.

Utilajul se numeste laminor, iar procedeau laminare. Produsul rezultat este denumit laminat.

Semifabricatele laminate au forme geometrice regulate și sunt caracterizate pintr-o lungime foarte mare în raport cu secțiunea. Semifabricatul este sub formă de bară cu secțiune rotundă.

La laminare dimensiunile materialului se reduc în direcția apăsării și cresc în celălalte direcții, volumul rămânând constant. Materialul laminat are o structură omogenă cu grăunți alungiți și ordonați după direcția de laminare.

În procesul de deformare plastică prin laminare se disting trei stadii:

Stadiul prinderii materialului de către cilindrii laminorului;

Stadiul laminării propriu-zise;

Stadiul de ieșire al materialului dintre cilindrii laminorului.

Tehnologia de obținere a semifabricatului

Etapele laminării la rece sunt urmatoarele:

Operația 1 – Debitarea semifabricatului obținut prin laminare la cald;

Operația 2 – Curățarea suprafeței;

Operația 3 – Laminarea propriu-zisă;

Operația 4 – Tăiere la dimensiuni;

Operația 5 – Tratament termic;

Operația 6 – Control tehnic de calitate.

Adaosurile totale de prelucrare conform STAS. Stabilirea dimensiunilor semifabricatului.

Pentru suprafața cilindrică: [Vlase 1, Tab. 8.49]

Semifabricat : ∅19.3 + ∅0.7 = ∅20 mm;

Strunjire de finisare : 2Ac = 0.7 mm, rezultă ∅19.3 mm;

Pentru suprafețele frontale: [Vlase 1, Tab. 8.47]

2Ac = 2 mm;

Rezultă, L = 184.5 + 1 = 185.5 mm.

Schița semifabricatului

Fig. 2.1 – Schița semifabricatului

Proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanică

Procesul tehnologic tip pentru acest reper

Piesa se încadrează în “clasa arborilor” cu tehnologia aferentă:

Fig. 3.1 – Tehnologica tipizată pentru prelucrarea pieselor din “familia arborilor”

Proiectarea structurii și a succesiunii operațiilor procesului tehnologic

Procesul tehnologic de realizare al produsului este format din urmatoarele operații:

Operația 1 – Debitare:

Schița operației:

Fig. 3.2 – Schița operației pentru debitare

Fazele operației:

Poziționarea materialului;

Avans material;

Debitare;

Evacuare piesa in carucior;

Autocontrol (lungime și aspect).

Mașina unealtă:

Fierăstrau circular HVS-375FA-DR.

Operația 2 – Frezare capete și centruire:

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Frezare suprafețe frontale;

Centruire la ambele capete;

Desprindere semifabricat;

Control.

Mașina unealtă:

Mașină de frezat și centruit MFC 160.

Schița operației:

Fig. 3.3 – Schița operației pentru frezare-centruire

Operația 3 – Strunjire CNC:

Schița operației:

Fig. 3.4 – Schița operației pentru strunjire CNC

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Stunjire exterioară de degroșare la cota ϕ12.2 mm și la cota 15.2 mm;

Strunjire exterioară de finisare pe tot conturul;

Strunjire rază bulon 4.2 mm, la cota ϕ11.5 mm;

Strunjire degajare la cota ϕ13.06 mm și raza 0.4 mm (detaliul Z), respectiv la cota ϕ14.2 mm și raza 0.4 mm (detaliul Y );

Strunjire canal la cota ϕ13.5 mm (detaliul Y);

Desprindere semifabricat;

Control.

Mașina unealtă:

Strung Mazak QSM 200L.

Operația 4 – Șanfrenare:

Schița operației:

Fig. 3.5 – Schița operației pentru șanfrenare

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Teșire 1×45° la ϕ12.2 mm;

Desprindere semifabricat;

Control.

Mașina unealtă:

Mașină de șanfrenat model Compa IT.

Operația 5 – Control intermediar;

Operația 6 – Rulare canelură:

Schița operației:

Fig. 3.6 – Schița operației pentru rulare canelură

Fazele operației:

Prindere piesă;

Rulare canelură;

Desprindere piesă;

Control.

Mașina unealtă:

Mașină de rulat PW 15 E.

Operația 7 – Tăiere dantură:

Schița operației:

Fig. 3.7 – Schița operației pentru tăiere dantură

Fazele operației:

Prindere piesă;

Tăiere dantură;

Desprindere piesă;

Control;

Mașina unealtă:

Gleason-Pfauter P60.

Operația 8 – Control intermediar;

Operația 9 – Tratament termic;

Operația 10 – Îndreptare:

Schița operației:

Fig. 3.8 – Schița operației pentru îndreptare

Fazele operației:

Prindere piesă;

Îndreptare;

Desprindere piesă;

Control.

Mașina unealtă:

Presă redresat RPRS/16.

Operația 11 – Rectificare rotundă S5, S7, S9:

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Rectificare rotundă de degroșare la ϕ 12 mm;

Rectificare rotundă de degroșare la 2 x ϕ 15 mm;

Desprindere semifabricat;

Control.

Schița operației:

Fig. 3.9 – Schița operației pentru rectificare rotundă

Mașina unealtă:

Mașina de rectificat Tachella.

Operația 12 – Retăiere dantură:

Schița operației:

Fig. 3.10 – Schița operației pentru retăiere dantură

Fazele operației:

Prindere piesă;

Retăiere dantură;

Desprindere piesă;

Control;

Operația 14 – Control final ECR.

Proiectarea conținutului a 6 operații de prelucrare mecanică din procesul tehnologic, din care minim 2 operații în minim 2 variante tehnologice

Operațiile de prelucarare mecanică care urmează sa fie analizate sunt umatoarele:

Frezare frontală și centruire (Operația 2);

Strunjire CNC (Operația 3);

Rulare canelură (Operația 6);

Tăiere dantură (Operația 7);

Rectificare rotundă (Operația 11);

Retăiere dantură (Operația 12).

Operația 2 – Frezare frontală și centruire (Varianta 1)

Schița operației:

Fig. 4.1 – Schița operației pentru frezare și centruire varianta 1

Calculul erorilor de orientare și fixare a semifabricatului:

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare

vor fi zero.

Mașina-unealtă

Mașina de frezat și centruit MFC 160:

Diametrele de prelucrat ∅20 – ∅160 [mm];

Lungimile piesei de prelucrat 160 – 1600 [mm];

Turațiile arborelui de centruit (6 trepte): 350, 500, 750, 1000, 1300, 1600, 1900 [rot/min];

Turațiile arborelui de frezat (5 trepte): 80, 150, 250, 300, 400 [rot/min];

Conul arborelui de frezat Nr 40 STAS 7381 – 70;

Avansul saniei și unitățile de lucru: – longitudinal – manual;

– transversal – reglabil continuu 20 – 400 [mm/min].

Avansul pinolei de centruire: – avansul de lucru (reglabil continuu) 80 – 250 [mm/min];

– avansul rapid – 3000 [mm/min].

Productivitate mașinii: Dmax = 15 buc/h, Dmin = 60 buc/h;

Adâncimea maximă de frezat 5 [mm];

Momentul maxim al arborelui de frezat = 40 Kgm;

Putere electrică sistolată: la centruire 4,5 [kW], la frezare 8,6 [kW].

Sculele așchietoare:

2 freze frontale cu dinți demontabili 80×45° R245-080Q27-12M, ISO 6462:2011 :

Diametrul maxim de taiere: 92,5 [mm];

Diametrul de taiere: 80 [mm];

Lungimea funcțională: 50 [mm];

Adâncimea de tăiere maximă: 6 [mm];

Numarul de dinti: z=6.

2 burghie de centruit B3.15 DIN 333.

Dispozitiv de prindere al semifabricatului:

Menghină autocentrantă cu bacuri unghiulare.

Dispozitiv de prindere pentru sculele așchietoare:

Dorn port freză, mandrină cod: 2.4034.0.00.00.

Mijloace de măsurare:

Șubler 0,2mm, 0-170 mm, STAS 1373/2-73.

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Frezare suprafete frontale;

Centruire la ambele capete;

Desprindere semifabricat;

Control.

Adosurile totale și intermediare:

Pentru frezare frontală: Ac = 2 [mm];

Pentru centruire: Ac = D/2 = 1,575 [mm].

Regimul de așchiere:

Regimul de așchiere la frezare frontală:

Stabilirea adâncimii de așchiere:

t = Ap = 2 mm;

Stabilirea avansului:

sr = 0.8 mm/rot; sd = sr/z = 0.8/6 = 0.13 mm/dinte; [Vlase 2, tab. 9.13]

Stabilirea durabilitatii economice:

Pentru freze frontale cu dinți demontabili cu placuțe din carburi metalice și cu diametrul D = 80 mm, se recomandă o durabilitate economică: Tec = 180 min. [Vlase 2, tab. 9.26]

Stabilirea vitezei de așchiere:

Având în vedere adâncimea de așchiere și avansul stabilit, se alege viteza de așchiere: vtab = 85 m/min. [Vlase 2, tab. 9.37]

Coeficienții de corecție sunt:

kvz = 0.81, în funcție de diametrul frezei;

kvb = 1.20, în funcție de lățimea de frezat;

kvz = 1.10, în funcție de numărul de dinți;

kvT = 1.06, în funcție de durabilitatea frezei;

kv = 1, în funcție de materialul semifabricatului;

kvs = 1, în funcție de starea materialului;

Viteza de așchiere corelată va fi:

vcor = 85 * 0.81 * 1.20 * 1.10 * 1.06 * 1 * 1 = 96.33 m/min;

Turația frezei este:

n = (1000*vcor)/(π*D) = (1000*96.33)/(3.14*80) = 383.48 rot/min;

Din caracteristicile mașinii-unelte, se alege, nr = 400 rot/min;

Astfel, viteza reală de așchiere va fi:

vr = (π*D*nr)/1000 = (3.14*80*400)/1000 = 100.48 m/min.

Stabilirea vitezei de avans:

Viteza de avans se calculează cu relația:

vs = sd*z*nr = 0.13*6*400 = 312 mm/min;

Din caracteristicile mașinii-unelte se alege: vsr = 300 mm/min.

Verificarea puterii consumate prin așchiere:

Din tabelul 9.37 se alege: Ne = 8.3 * 1 = 8.3 kW.

Din caracteristicile mașinii-unelte NMU = 8,6 kW, rezulta că Ne < NMU.

În concluzie, această prelucrare se poate efectua pe mașina de frezat și centruit MFC 160, cu următorii parametri ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 2 mm;

avansul pe dinte, sd = 0.13 mm/dinte;

viteza de avans, vs = 300 mm/min;

turația frezei, nr = 400 mm/min;

viteza de așchiere, vr = 100.48 m/min.

Regimul de așchiere la centruire:

Stabilirea adâncimii de așchiere:

t = Ap = d/2 = 3.15/2 = 1.575 mm;

i = Ap/t = 1;

Stabilirea avansului:

s = 0.03 mm/rot; [Vlase 1, tab. 9.109]

Stabilirea vitezei de așchiere:

v = 12…25 m/min; Se alege v = 16 m/min. [Vlase 1, tab. 9.109]

Turația sculei așchietoare este:

n = (1000*v)/(π*3.15) = (1000*16)/(3.14*3.15) = 1618 rot/min;

Din caracteristicile mașinii-unelte se alege:

nr = 1600 rot/min.

Viteza de așchiere reală este:

vr = (π*d*nr)/1000 = (3.14*3.15*1600)/1000 = 15.8 m/min;

Puterea consumată la centruirea pieselor nu are sens să se calculeaze, deoarece puterea motorului electric al mașinii-unelte nu se atinge la acest tip de prelucrări.

În concluzie, această prelucrare se poate efectua pe mașina de frezat și centruit MFC 160, cu următorii parametri ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 1.575 mm;

avansul, s = 0.03 mm/rot;

turația, nr = 1600 rot/min;

viteza de așchiere, vr = 15.8 m/min.

Metoda de reglare a sculei la cota:

La centruire prin coaxialitate, iar la frezare prin așchie de probă.

Norma tehnică de timp:

Frezare frontală:

Timpul de bază este:

Tb = (l+l1+l2)*i/vs = (20+15+4)*1/300 = 0.13 min. [Vlase 2, tab. 12.1]

l1 = 13.9 + 1.1 = 15 mm; [Vlase 2, tab. 12.2]

l2 = 4 mm;

l = 20 mm;

vs = 300 mm/min;

i = 1, deoarece t = Ap = 2 mm.

Din normative se aleg următorii timpi ajutători:

ta1 = 0.070 min; [Vlase 2, tab. 12.20]

ta2 = 0.04 + 0.02 + 0.03 = 0.09 min; [Vlase 2, tab. 12.30]

ta3 = 0.15 min; [Vlase 2, tab. 12.31]

ta4 = 0.16 min; [Vlase 2, tab. 12.32]

Rezultă:

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4 = 0.070 + 0.09 + 0.15 + 0.16 = 0.47 min.

Timpul de deservire tehnică:

Tdt = Tb*6.3/100 = 0.13*6.3/100 = 0.008 min; [Vlase 2, tab. 12.38]

Timpul de deservire organizatorică:

Tdo = (Tb + Ta)*1.2/100 = (0.13+0.47)*1.2/100 = 0.007 min;

Timpul de odihnă și necesități firești:

To = (Tb + Ta)*4/100 = (0.13+0.47)*4/100 = 0.024 min; [Vlase 2, tab. 12.39]

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpi = 16 + 2.5 + 9 = 27.5 min;

Timpul normat pe operație:

Tn1 = Tb + Ta + Tdt + Tdo + To + Tpi/n = 0.13 + 0.47 + 0.008 + 0.007 + 0.024 + 27.5/100 = 0.92 min.

n = număr de loturi [buc].

Centruire:

Timpul de bază este:

Tb = (l+l1+l2)*i/(s*n) = (7+3+0)*1/(0.03*1600) = 0.21 min. [Vlase 1, tab. 12.36]

l1 = 3 mm;

l2 = 0 mm;

l = 7 mm;

s = 0.03 mm/rot;

n = 1600 rot/min;

i = 1, deoarece t = Ap = 1.575 mm.

Din normative se aleg următorii timpi ajutători:

ta1 = 0.27 min; [Vlase 1, tab. 12.50]

ta2 = 0.09 min; [Vlase 1, tab. 12.51]

ta3 = 0.02 + 0.07 + 0.09 = 0.18 min; [Vlase 1, tab. 12.52]

ta4 = 0.06 min; [Vlase 1, tab. 12.53]

Rezultă:

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4 = 0.27 + 0.09 + 0.18 + 0.06 = 0.6 min.

Timpul de deservire tehnică:

Tdt = Tb*2/100 = 0.21*2/100 = 0.004 min; [Vlase 1, tab. 12.54]

Timpul de deservire organizatorică:

Tdo = (Tb + Ta)*1/100 = (0.21+0.6)*1/100 = 0.008 min;

Timpul de odihnă și necesități firești:

To = (Tb + Ta)*3/100 = (0.21+0.6)*3/100 = 0.024 min; [Vlase 1, tab. 12.55]

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpi = 8 + 6 + 1.5= 15.5 min; [Vlase 1, tab. 12.56]

Timpul normat pe operație:

Tn2 = Tb + Ta + Tdt + Tdo + To + Tpi/n = 0.21 + 0.6 + 0.004 + 0.008 + 0.024 + 15.5/100 = 1 min.

Timpul normat total este:

Tn = Tn1 + Tn2 = 0.92 + 1 = 1.92 min.

Operația 2 – Strunjire frontală și centruire (Varianta 2)

Schița operației:

Fig. 4.2 – Schița operației pentru frezare și centruire varianta 2

Calculul erorilor:

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare

vor fi zero.

Masină-unealtă:

Strung Normal SN 250 (Vlase /vol. 1/pag.265/tab. 10.1)

Caracteristici:

Lungimea: L=500[mm];

Inălțimea: h=145[mm];

Puterea de antrenare: N=3[kW];

Turația axului principal, [rot/min]: 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1410; 1910; 2800.

Avansul longitudinal, [mm/rot]: 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,10; 0,14; 0,16; 0,20; 0,24; 0,28; 0,32; 0,40; 0,46; 0,56; 0,64; 0,80; 0,96; 1,12; 1,28; 1,60; 1,92; 2,24.

Avansul transversal, [mm/rot]: 0,012; 0,015; 0,018; 0,021; 0,024; 0,030; 0.036; 0.042; 0,048; 0,060; 0,072; 0,084; 0,096; 0,12; 0,144; 0,168; 0,192; 0,24; 0,288; 0,0336; 0,384; 0,48; 0,516; 0,672.

Sculele așchietoare:

Cuțit de strunjit SANDVIK, ISO E05H-SWLPL 02-R:

Caracteristici: Dmin=7mm; d=5mm; L=100mm; χ=95˚.

Burghiu de centruit B3.15 DIN 333.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Universal cu trei bacuri Ø250 mm, STAS 1655.

Dispozitiv prindere sculă așchietoare:

Suport port-cuțit.

Mijloace de control:

Șubler 150×0,1mm, STAS1373/73.

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Strunjire frontală 1;

Centruire 1;

Întoarcere semifabricat;

Strunjire frontală 2;

Centruire 2;

Desprindere semifabricat;

Control.

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

Pentru frezare frontală: Ac = 2 [mm].

Pentru centruire: Ac = D/2 = 1,575 [mm].

Regimul de așchiere:

Regimul de așchiere la strunjire frontală:

Stabilirea adâncimii de așchiere:

i = Ap/t = 1 trecere; t = Ap = 2 mm.

Stabilirea avansului:

s = 0.3…0.4 mm/rot; Se adoptă s = 0.3 mm/rot; [Vlase 1, tab. 9.1]

Din caracteristicile mașinii-unelte SN 250, se alege avansul: sr = 0.288 mm/rot.

Durabilitatea economică și uzura admisibilă a cuțitului:

Tec = 45 min; [Vlase 1, tab. 9.10]

hα = 0.5 mm. [Vlase 1, tab. 9.11]

Stabilirea vitezei de așchiere:

v = 189 m/min; [Vlase 1, tab. 9.25]

Pentru oțel laminat se corectează viteza cu: K1 = 1; [Vlase 1, tab. 9.25]

În funcție de calitatea plăcuței se corectează viteza cu: K2 = 0.65;

Astfel, viteza de așchiere corectată va fi:

vc = 189*1*0.65 = 122.85 m/min.

Turația este:

n = (1000*v)/(π*D) = (1000*122.85)/(3.14*20) = 1955.22 rot/min;

Din caracteristicile mașinii-unelte SN 250, se alege turația: nr = 1910 rot/min.

Viteza reală este:

vr = (π*D*nr)/1000 = (3.14*20*1910)/1000 = 120 m/min;

Viteza de avans este:

vs = s*nr = 0.288*1910 = 550,08 m/min.

Verificarea puterii mașinii:

Pz = 86 daN; [Vlase 1, tab. 9.25]

Astfel, puterea reală va fi:

Nr = (Pz*vr)/(6000*ղ) = (86*120)/(6000*0.8) = 2,5 kW < NMU = 3kW.

Rezultă ca prelucrarea se poate executa pe strungul SN 250, cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

t = 2 mm;

sr = 0.288 mm/rot;

vr = 120 m/min;

nr = 1910 rot/min;

Nr = 2,5 kW

Regimul de așchiere la centruire:

Stabilirea adâncimii de așchiere:

t = Ap = d/2 = 3.15/2 = 1.575 mm;

i = Ap/t = 1;

Stabilirea avansului:

s = 0.03 mm/rot; [Vlase 1, tab. 9.109]

Stabilirea vitezei de așchiere:

v = 12…25 m/min; Se alege v = 16 m/min. [Vlase 1, tab. 9.109]

Turația sculei așchietoare este:

n = (1000*v)/(π*3.15) = (1000*16)/(3.14*3.15) = 1618 rot/min;

Din caracteristicile mașinii-unelte se alege:

nr = 1410 rot/min.

Viteza de așchiere reală este:

vr = (π*d*nr)/1000 = (3.14*3.15*1410)/1000 = 13.95 m/min;

Puterea consumată la centruirea pieselor nu are sens să se calculeaze, deoarece puterea motorului electric al mașinii-unelte nu se atinge la acest tip de prelucrări.

În concluzie, această prelucrare se poate efectua pe mașina-unealtă SN 250, cu următorii parametri ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 1.575 mm;

avansul, s = 0.03 mm/rot;

turația, nr = 1410 rot/min;

viteza de așchiere, vr = 13.95 m/min.

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se face dupa piese de probă.

Norma tehnică de timp:

Strunjire frontală:

Timpul de bază:

Tb = (l+l1+l2)*i/(s*n) = (10+2+0)*1/(0.288*1910) = 0,022 min x 2 capete = 0.044 min;

l = 20/2 = 10 mm; [Vlase 1, tab. 12.1]

l1 = 2 mm;

l2 = 0 mm;

i = 1 trecere;

s = 0.288 mm/rot;

n = 1910 rot/min.

Timpul de prindere-desprindere a semifabricatului: tp,d = 0.21*2 = 0.42 min [Vlase 1, tab. 12.9]

prindere semifabricat: tp = 0.21*2/3 = 0.14 min;

desprindere semifabricat: td = tp,d – tp = 0.21 – 0.14 = 0.07 min;

Timpi ajutători:

ta1 = 0.03+0.03+0.02+0.02 = 0.1 min, pentru comanda mașinii-unelte; [Vlase 1, tab. 12.1]

ta2 = 0.04 +0.05 +0.1 = 0.19 min, legați de fază; [Vlase 1, tab. 12.22]

ta3 = 0.16 min, pentru măsurare cu șublerul; [Vlase 1, tab. 12.24]

Ta = ta1 +ta2 + ta3 = 0.1 + 0.19 +0.16 = 0.45 min x 2 capete = 0.9 min.

Timpul de deservire tehnică:

Tdt = Tb*2/100 = 0.044*2/100 = 0.0009 min; [Vlase 1, tab. 12.26]

Timpul de deservire organizatorică:

Tdo = (Tb + Ta)*1/100 = (0.044+0.9)*1/100 = 0.0094 min;

Timpul de odihnă și necesități firești:

To = (Tb + Ta)*3.5/100 = (0.044+0.9)*3.5/100 = 0.033 min; [Vlase 1, tab. 12.27]

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpi = 6 + 6.13 = 12.13 min; [Vlase 1, tab. 11.18]

Timpul normat pe operație:

Tn1 = Tb + Ta + Tdt + Tdo + To + tp,d + Tpi/n = 0.044 + 0.9 + 0.0009 + 0.0094 + 0.033 + 0.42 + 12.13/100 = 1.53 min.

n = 100 loturi (bucăți).

Centruire:

Timpul de bază este: [Vlase 1, tab. 12.36]

Tb = (l+l1+l2)*i/(s*n) = (7+3+0)*1/(0.03*1410) = 0.28 min x 2 capete = 0.56 min;

l1 = 3 mm;

l2 = 0 mm;

l = 7 mm;

s = 0.03 mm/rot;

n = 1410 rot/min;

i = 1, deoarece t = Ap = 1.575 mm.

Din normative se aleg următorii timpi ajutători:

ta1 = 0.27 min; [Vlase 1, tab. 12.50]

ta2 = 0.09 min; [Vlase 1, tab. 12.51]

ta3 = 0.02 + 0.07 + 0.09 = 0.18 min; [Vlase 1, tab. 12.52]

ta4 = 0.06 min; [Vlase 1, tab. 12.53]

Rezultă:

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4 = 0.27 + 0.09 + 0.18 + 0.06 = 0.6 min x 2 capete = 1.2 min;

Timpul de deservire tehnică:

Tdt = Tb*2/100 = 0.56*2/100 = 0.0112 min; [Vlase 1, tab. 12.54]

Timpul de deservire organizatorică:

Tdo = (Tb + Ta)*1/100 = (0.56+1.2)*1/100 = 0.0176 min;

Timpul de odihnă și necesități firești:

To = (Tb + Ta)*3/100 = (0.56+1.2)*3/100 = 0.0528 min; [Vlase 1, tab. 12.55]

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpi = 8 + 6 + 1.5= 15.5 min; [Vlase 1, tab. 12.56]

Timpul normat pe operație:

Tn2 = Tb + Ta + Tdt + Tdo + To + Tpi/n = 0.56 + 1.2 + 0.0112 + 0.0176 + 0.0528 + 15.5/100 = 2 min.

n = 100 loturi (bucăți);

Timpul normat total este:

Tn = Tn1 + Tn2 = 1.53 + 2 = 3.53 min.

Operația 3 – Strunjire CNC

Schița operației:

Fig. 4.3 – Schița operației cu scule pentru strunjire CNC

Calculul erorilor

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare

vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Strung Mazak QSM 200L.

Caracteristici:

Diametrul maxim de prelucrare: D = 360[mm];

Înălțimea maximă a vârfurilor: h = 660 [mm];

Capacitatea maximă de lucru a barei: 66 [mm];

Lungimea maximă de prelucrare: L = 636 [mm];

Turația maximă a arborelui principal: 6000 [rot/min];

Puterea motorului arborelui principal (evaluare 30 min): 19 [kW];

Numărul maxim de scule pe turelă: 12;

Turația maximă a turelei: 4600 [rot/min];

Puterea motorului turelă (evaluare 10 min): 7 [kW];

Deplasarea axei X: 226 [mm];

Deplasarea axei Z: 606 [mm];

Sculele așchietoare:

Fig. 4.4 – Schița cu sculele în poziție de lucru pentru strunjirea CNC

Faza 2: Cuțit Sandvik MTJNR 2020K16M1;

Placuță Sandvik TNM6 160408 PM4325;

Faza 3: Cuțit Sandvik MTJNR 2020K16M1;

Placuță Sandvik TNM6 160404 MF4315;

Faza 4: Cuțit Iscar SVJNL 2020K12;

Placuță Iscar VNM6 12T304NF IC907;

Faza 5: Cuțit Sandvik PDJNL 2020K11;

Placuță Sandvik DNM6 110404 PF4315;

Faza 6: Cuțit Horn R360.2525.03;

Placuță Horn 312.0215.17443.AS66.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Dispozitiv de antrenare frontal ROHM 313964;

Vârf de antrenare d12 313066.

Vârf rotativ CM4 ROHM-K754/66 id.772391.

Dispozitiv prindere scula:

Capul revolver al mașinii-unelte.

Mijloc de control:

Șubler 150×0,1mm SR EN ISO 13385-1:201.

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Stunjire exterioară de degroșare la cota ϕ12.2 mm și la cota ϕ15.2 mm;

Strunjire exterioară de finisare pe tot conturul;

Strunjire rază bulon 4.2 mm, la cota ϕ11.5 mm;

Strunjire degajare la cota ϕ13.06 mm și raza 0.4 mm (detaliul Z), respectiv la cota ϕ14.2 mm și raza 0.4 mm (detaliul Y );

Strunjire canal la cota ϕ13.5 mm (detaliul Y);

Desprindere semifabricat;

Control.

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

Faza 2: 2Ac=20-12.2=7.8 mm; t=Ac/8=7.8/8=0.975 mm; i=3.9/0.975=4;

2 Ac=20-15.2=4.8 mm; t=Ac/2=2.4mm; i=Ac/t=1;

Faza 3: 2Ac=1mm; i=Ac/t=1;

Faza 4: 2Ac=15.2-11.5=3.7 mm; t=Ac=3.7/2=1.85 mm; i=Ac/t=1;

Faza 5: 2Ac=14.5-13.06 = 1.44 mm; t=Ac/i=1;

Faza 6: 2Ac=15.2-13.5=1.7 mm; t=Ac/i=1.

Regimul de așchiere:

Faza 2:

Adâncimea de așchiere: Ap =1 mm;

Avansul: s=0.25 mm/rot;

Viteza de așchiere: v=230 m/min;

Faza 3:

Adâncimea de așchiere: Ap =1.2 mm;

Avansul: s=0.2 mm/rot;

Viteza de așchiere: v=188 m/min;

Faza 4:

Adâncimea de așchiere: Ap =0.8 mm;

Avansul: s=0.15 mm/rot;

Viteza de așchiere: v=164 m/min;

Faza 5:

Adâncimea de așchiere: Ap =0.6 mm;

Avansul: s=0.15 mm/rot;

Viteza de așchiere: v=164 m/min;

Faza 6:

Adâncimea de așchiere: Ap =1.5 mm;

Avansul: s=0.08 mm/rot;

Viteza de așchiere: v=50 m/min;

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se face dupa piese de probă.

Norma tehnică de timp:

Timpul unitar incomplet:

Tui = Tui1 + Tui2 = 0.9 + 0.3 = 1.2 min/trecere;

Tui1 = 0.9 min/trecere, timp unitar incomplet pentru strunjirea exterioară; [Vlase 1, tab. 11.1]

Tui2 = 0.3 min/trecere, timp unitar incomplet pentru strunjirea de degajare exterioară; [Vlase 1, tab. 11.2]

Timpul prindere-desprindere piesă:

Tp-d = 0.1 min/buc; [Vlase 1, tab. 12.17]

Timpul unitar pe operație:

Tu = Tui + Tp-d = 1.2 + 0.1 = 1.3 min/buc;

Timp de pregătire-încheiere: [Vlase 1, tab. 12.6]

Tpî = 15 min/lot.

Operația 6 – Rulare canelură

Schița operației:

Fig. 4.5 – Schița operației cu scule pentru rulare canelură

Calculul erorilor:

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Mașina rulat PW 15 E

Caracteristici:

Turație maximă: 315 [rot/min];

Lungime de montare: 150 [mm];

Diametru de prelucrare: ϕ 3-70 [mm];

Axul cu diametru de ϕ 54 [mm] și lungime 195 [mm];

Putere: 20 [kW].

Scula așchietoare:

Role canelură Profiroll 640027613.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Dispozitiv Profiroll 620181100;

Dispozitiv prindere sculă:

Axul mașinii.

Mijloc de control:

Pasametru 0-25 NI3131;

Sârme control ϕ0.8.

Fazele operației:

Prindere piesă;

Rulare canelură;

Desprindere piesă;

Control;

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

2Ac = 13.6-13,2 = 0.4; t=Ac=0.4/2=0,2 mm; i=Ac/t=1;

Regimul de așchiere:

Turația: n = 315 rot/min;

Forța de deformare: F = 15 tone;

Adăncimea de așchiere: t = 0.2 mm;

Viteza de rotație: v = 13.45 m/min.

k) Metoda de reglare a sculei la cota:

Reglarea se face dupa piese de probă.

l) Norma tehnica de timp:

Timpul de bază:

Tb = 0,04 min; [Picos 2, tab. 7.45]

Timpul ajutător:

Ta = 0.07 min; [Picos 2, tab. 7.48]

Timpul de deservire tehnică:

Tdt = Tb*2/100 = 0.04*2/100 = 0.0008 min; [Picos 2, tab. 7.49]

Timpul de deservire organizatorică:

Tdo = (Tb+Ta)*2.4/100 = (0.04+0.07)*2.4/100 = 0.0026 min;

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpî = 8 + 6 + 15 = 29 min; [Picos 2, tab. 7.47]

Rezultă că timpul normat pe operație este:

Tn = Tb + Ta + Tdt + Tdo + Tpî/n = 0,04 + 0,07 + 0,0008 + 0,0026 + 29/100 = 0,4 min.

n = 100, număr de loturi [buc].

Operația 7 – Tăiere dantură

Schița operației:

Fig. 4.6 – Schița operației cu scule pentru tăiere dantură

Calculul erorilor

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Gleason-Pfauter P60.

Caracteristici:

Tabel 4.1 – Caracteristicile mașinii-unelte Gleason-Pfauter P60

Scula așchietoare:

Freza melc-modul Schnyder ϕ 55 cu modulul 1.95.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Bucsă elastică B32(72-65) ϕ15.2;

Vârf pinola 1193566.

Dispozitiv prindere scula:

Dispozitiv prindere Gleason 1184559;

Mijloc de control:

Mașină de măsurat roți dințate Klingelnberg (profil, elice, cota între doi dinți).

Fazele operației:

Prindere piesă;

Frezare dantură;

Desprindere piesă;

Control;

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

AP = 19.3 – 14 = 5.3 mm.

Regimul de așchiere:

Producatorul recomandă următorii parametrii ai regimului de așchiere:

Viteza de așchiere: v = 230 m/min;

Avansul: – radial : s = 0.2 mm/rot;

– axial : s = 0,9 mm/rot.

Adâncimea de așchiere: AP = 19.3-14 = 5.3 mm.

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se face dupa piese de probă.

Norma tehnică de timp:

Timpul de bază:

Tb = (l+l1+l2)*z*i/(s*n*q) [min]; unde: [Vlase 2, tab.12.7]

l = 42.5 mm, lungimea dinților;

l1 = (1.1…1.2)* = 1.2* = 19.7 mm;

D = 55 mm, diametrul frezei melc-modul;

h = 19.3 – 14 = 5.3;

l2 = 2 mm, distanța de depășire a frezei;

s = 0.2 mm/rot, avansul frezei la o rotație a semifabricatului;

n = (1000*v)/(π*D) = (1000*250)/(3.14*55) = 1447.6 rot/min, turația frezei;

q = 2, numărul de începuturi;

z = 7, numărul de dinți ai roții dințate;

i = 1, numărul de treceri;

Tb = (42.5+19.7+2)*7*1/(0.2*1447.6*2) = 0.78 min.

În funcție de modul de prindere și de masa piesei, se alege timpul de prindere și desprindere a semifabricatului: tp,d = 3.25 min; [Vlase 2, tab.12.26]

Timpii ajutători: [Vlase 2, tab.12.34]

ta1 = 0.04 min, pentru cuplarea și decuplarea mișcării principale;

ta2 = 0.04 min, pentru cuplarea și decuplarea avansului de lucru;

ta3 = 0.04 min, pentru pornirea și oprirea sistemului de răcire.

Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0.04 + 0.04 + 0.04 = 0.12 min.

Timpul operativ:

Top = Tb+Ta+tp,d = 0.78+0.12+3.25 = 4.15 min.

Timpul de deservire tehnică și organizatorică: [Vlase 2, tab.12.40]

Td = Tb*2.5/100 + Top*1/100 = 0.78*2.5/100 + 4.15*1/100 = 0.061 min.

Timpul de odihnă și necesități firești: [Vlase 2, tab.12.40]

Ton = Top*3/100 = 4.15*3/100 = 0.125 min.

Timpul de pregatire-încheiere:

Tpî = 19 + 7 + 5 + 7.5 = 38.5 min.

Astfel, norma tehnică de timp este:

Tn = Top + Td + Ton + Tpî/100 = 4.15 + 0.061 + 0.125 + 38.5/100 = 4.72 min.

Operația 11 – Rectificare rotundă (Varianta 1)

Schița operației:

Fig. 4.7 – Schița operației cu scule pentru rectificare rotundă varianta 1

Calculul erorilor:

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Mașina de rectificat Tachella, cu următoarele caracteristici:

Distanța dintre centre, 1200-1600 [mm];

Lungimea maximă de rectificare, 800-1100 [mm];

Înălțimea centrului, 180 [mm];

Diametrul maxim de rectificat, 350 [mm];

Puterea totală instalată, excluzând accesoriile, 32-82 [kW];

Greutatea mașinii, excluzând accesoriile, 12900 [kg];

Viteza periferică a roților, 50/120 [m/s];

Puterea de rectificare internă, 8 [kW];

Turația, 10-800 [rot/min];

Axa X: deplasarea maximă 450 [mm]; viteza maximă 20 [m/min];

Axa Z: deplasarea maximă 1350 [mm]; viteza maximă 20 [m/min].

Scula așchietoare:

Piatră de rectificat 610x50x304,8 SGB 100 MVH.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Dispozitivul de prindere și antrenare al mașinii.

Dispozitiv prindere sculă:

Axul mașinii pe flanșă.

Mijloc de control:

Șubler 150 x 0.1 STAS 1373/2-73.

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Rectificare rotundă de degroșare la ϕ 12 mm;

Rectificare rotundă de degroșare la 2 x ϕ 15 mm;

Desprindere semifabricat;

Control.

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

2Ap=12,35-12=0,35 mm; [Vlase 2, pag. 81, tab. 8.6]

2Ap=15.35-15=0.35 mm;

Regimul de așchiere:

Faza 2:

Adâncimea de așchiere și numărul de treceri:

t = 0.35 mm;

i = Ap/t = 0.35/0.35 = 1;

În funcție de tipul rectificării, lățimea și diametrul discului abraziv, se alege durabilitatea economic:

Tec= 10 min; [Vlase 2, pag.183, tab. 9.145]

Stabilirea avansului:

Avansul de pătrundere pentru rectificarea rotundă prin metoda avansului de pătrundere este:

st = 0.007 mm/rot; [Picos 2, tab. 22.5]

k = 0.85, coeficient de corecție la avansul de pătrundere la degroșare în funcție de materialul de prelucrat și diametrul discului abraziv. [Picos 2, tab. 22.6]

Astfel, avansul de pătrundere este:

st = 0.007*0.85 = 0.006 mm/rot;

Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei de rotație a piesei:

v = 25…31.5 m/s; Se adoptă v = 26 m/s. [Picos 2, tab. 22.9]

Se calculează turația discului abraziv:

n = (60000*v)/(π*D) = (60000*26)/(3,14*610) = 814.45 rot/min;

Astfel, din caracteristicile mașinii de rectificat se alege turația:

nr = 800 rot/min;

În aceste condiții, viteza de așchiere reală a discului abraziv este:

vr = (π*D*nr)/60000 = (3,14*610*800)/60000 = 25.54 m/s.

vp = (0.165*d0.3)/(T0.5*st) = (0.165*120.3)/(100.5*0.006) = 18.33 m/min; [Picos 2, rel. 22.5]

d = 12 mm, diametrul piesei;

T = 10 min, durabilitatea economică a pietrei;

st = 0.006 mm/rot, avansul de pătrundere.

Stabilirea puterii:

N = 0.098 * vp * st0.7 * d0.25 * Lp * KNT1 * KNm [kW]; [Picos 2, rel. 22.9]

Lp = 13 mm, lungimea suprafeței de rectificat;

KNT1 = 1, coeficient de corecție în funcție de duritatea discului abraziv; [Picos 2, tab. 22.15]

KNm = 1.1, coeficient de corecție în funcție de natura materialului; [Picos 2, tab. 22.15]

N = 0.098 * 18.33 * 0.0060.7 * 120.25 * 13 *1 * 1.1 = 1.33 kW < NMU = 8 kW.

Astfel, prelucrarea se poate realiza pe mașina de rectificat Tachella cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 0,35 mm;

avansul de pătrundere, st = 0.006 mm/rot;

viteza de așchiere a discului abraziv, vr = 25.54 m/s;

turația discului abraziv, nr = 800 rot/min;

viteza de așchiere, vr = 25,54 m/s;

viteza de rotație a piesei, vp = 18,33 m/min;

puterea efectivă, N = 1,33 kW.

Faza 3:

Adâncimea de așchiere și numărul de treceri:

t = 0.35 mm;

i = Ap/t = 0.35/0.35 = 1;

În funcție de tipul rectificării, lățimea și diametrul discului abraziv, se alege durabilitatea economic:

Tec= 10 min; [Vlase 2, pag.183, tab. 9.145]

Stabilirea avansului:

Avansul de pătrundere pentru rectificarea rotundă prin metoda avansului de pătrundere este:

st = 0.007 mm/rot; [Picos 2, tab. 22.5]

k = 0.85, coeficient de corecție la avansul de pătrundere la degroșare în funcție de materialul de prelucrat și diametrul discului abraziv. [Picos 2, tab. 22.6]

Astfel, avansul de pătrundere este:

st = 0.007*0.85 = 0.006 mm/rot;

Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei de rotație a piesei:

v = 25…31.5 m/s; Se adoptă v = 26 m/s. [Picos 2, tab. 22.9]

Se calculează turația discului abraziv:

n = (60000*v)/(π*D) = (60000*26)/(3,14*610) = 814.45 rot/min;

Astfel, din caracteristicile mașinii de rectificat se alege turația:

nr = 800 rot/min;

În aceste condiții, viteza de așchiere reală a discului abraziv este:

vr = (π*D*nr)/60000 = (3,14*610*800)/60000 = 25.54 m/s.

vp = (0.165*d0.3)/(T0.5*st) = (0.165*150.3)/(100.5*0.006) = 19.60 m/min; [Picos 2, rel. 22.5]

d = 15 mm, diametrul piesei;

T = 10 min, durabilitatea economică a pietrei;

st = 0.006 mm/rot, avansul de pătrundere.

Stabilirea puterii:

N = 0.098 * vp * st0.7 * d0.25 * Lp * KNT1 * KNm [kW]; [Picos 2, rel. 22.9]

Lp = 38 mm, lungimea suprafeței de rectificat;

KNT1 = 1, coeficient de corecție în funcție de duritatea discului abraziv; [Picos 2, tab. 22.15]

KNm = 1.1, coeficient de corecție în funcție de natura materialului; [Picos 2, tab. 22.15]

N = 0.098 * 19.60 * 0.0060.7 * 150.25 * 38 * 1 * 1.1 = 4.4 kW < NMU = 8 kW.

Astfel, prelucrarea se poate realiza pe mașina de rectificat Tachella cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 0,35 mm;

avansul de pătrundere, st = 0.006 mm/rot;

viteza de așchiere a discului abraziv, vr = 25.54 m/s;

turația discului abraziv, nr = 800 rot/min;

viteza de așchiere, vr = 25,54 m/s;

viteza de rotație a piesei, vp = 19.60 m/min;

puterea efectivă, N = 4,4 kW.

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea la cotă se va realiza prin așchii de probă pentru primele piese, apoi se lucrează cu sistemul reglat la cotă.

Norma tehnică de timp:

Faza 2:

Timpul de bază:

Tb = (h*K)/vsp = (0.35*1.3)/25.54 = 0.018 min; [Vlase 2, tab. 12.75]

h = 0.35 mm, adaosul de prelucrare;

K = 1.3, coeficient referitor la faza de degroșare; [Vlase 2, tab. 22.15]

Vsp = 25.54 m/s, viteza de așchiere a discului abraziv.

Timpii auxiliari se aleg astfel:

ta1 = 0,31 min, pentru prinderea și desprinderea semifabricatului (tabelul 12.79);

ta2 = 0,04 min, pentru apropierea pietrei de piesă (tabelul 12.82);

ta3 = 0,04 min, pentru pornirea și oprirea sistemului de răcire (tabelul 12.82);

ta4 = 0,29 min, pentru măsurători de control (tabelul 12.83);

Ta = ta1+ ta2+ ta3+ ta4 = 0,31+0,04+0,04+0,29 = 0.68 min.

Timpul de deservire tehnico-organizatorică:

Td = Tdt + Tdo = (tdt1*Tb)/Tec + (Tb+Ta)*1,5/100 =

= (1.3*0.018)/10 + (0.018+0.68)*1.5/100 = 0,013 min; [Vlase 2, pag.417, tab. 12.84]

Timpul de odihnă și necesități firești:

Ton = (Tb+Ta)*3/100 = (0.018+0.68)*3/100 = 0,021 min (tabelul 12.85);

Faza 3:

Timpul de bază:

Tb = (h*K)/vsp = (0.35*1.3)/25.54 = 0.018 min; [Vlase 2, tab. 12.75]

h = 0.35 mm, adaosul de prelucrare;

K = 1.3, coeficient referitor la faza de degroșare; [Vlase 2, tab. 22.15]

Vsp = 25.54 m/s, viteza de așchiere a discului abraziv.

Timpii auxiliari se aleg astfel:

ta2 = 0,04 min, pentru apropierea pietrei de piesă (tabelul 12.82);

ta3 = 0,04 min, pentru pornirea si oprirea sistemului de răcire (tabelul 12.82);

ta4 = 0,29 min, pentru măsurători de control (tabelul 12.83);

Ta = ta2+ ta3+ ta4 = 0,04+0,04+0,29 = 0.37 min.

Timpul de deservire tehnico-organizatorică:

Td = Tdt + Tdo = (tdt1*Tb)/Tec + (Tb+Ta)*1,5/100 =

= (1.3*0.018)/10 + (0.018+0.37)*1.5/100 = 0,008 min; [Vlase 2, pag.417, tab. 12.84]

Timpul de odihnă și necesități firești:

Ton = (Tb+Ta)*3/100 = (0.018+0.37)*3/100 = 0,012 min (tabelul 12.85);

Timpul pentru pregătire-încheiere:

Tpî1 = 7 min, pentru prinderea între vârfuri (tabelul 12.86);

Tpî2 = 8 min, pentru primirea și predarea documentației tehnologice și a SDV-urilor (tabelul 12.86);

Tpî = Tpî1 + Tpî2 = 7 +8 = 15 min;

Rezultă că timpul normat pe operație este:

Tn = Tb + Ta + Td + Ton + Tpi/n = 0,018 + 0,68 + 0,013 + 0,021 + 15/100 = 0,88 min.

n = 100, număr de loturi [buc].

Timpul unitar la operația 11 se calculează cu relația:

;

Tu = (0,018+0,018) + (0,68+0,37) + (0,013+0,008) + (0,021+0,012) = 1.14 min

Timpul normat pe operație:

Tn = Tu + Tpî/n = 1,14 + 15 /100 = 1,29 min;

n = 100, număr de loturi [buc].

Operația 11’ – Rectificare rotundă simultană (Varianta 2)

Schița operației:

Fig. 4.8 – Schița operației cu scule pentru rectificare rotundă simultană varianta 2

Calculul erorilor:

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare

vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Mașina de rectificat Tachella, cu următoarele caracteristici:

Distanța dintre centre, 1200-1600 [mm];

Lungimea maximă de rectificare, 800-1100 [mm];

Înălțimea centrului, 180 [mm];

Diametrul maxim de rectificat, 350 [mm];

Puterea totală instalată, excluzând accesoriile, 32-82 [kW];

Greutatea mașinii, excluzând accesoriile, 12900 [kg];

Viteza periferică a roților, 50/120 [m/s];

Puterea de rectificare internă, 8 [kW];

Turația, 10-800 [rot/min];

Axa X: deplasarea maximă 450 [mm]; viteza maximă 20 [m/min];

Axa Z: deplasarea maximă 1350 [mm]; viteza maximă 20 [m/min].

Scula așchietoare:

Piatră de rectificat 400x20x127 TYROLIT cod: 664561;

Piatră de rectificat 360x40x127 TYROLIT la cerere.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Dispozitivul de prindere și antrenare al mașinii.

Dispozitiv prindere sculă:

Axul mașinii pe flanșă;

Mijloc de control:

Pasametru 0-25 NI3131 reglat cu ajutorul unor blocuri de cale la diametrul nominal.

Fazele operației:

Prindere semifabricat;

Rectificare rotundă de degroșare, simultană, la ϕ12 și 2 x ϕ15 mm;

Desprindere semifabricat;

Control.

Adaosurile de prelucrare intermediare și totale:

2Ap = 12.35-12 = 0.35 mm; [Vlase 2, pag. 81, tab. 8.6]

2Ap = 15.35-12 = 0.35 mm;

Regimul de așchiere:

Adâncimea de așchiere și numărul de treceri:

t = 0.35 mm;

i = Ap/t = 0.35/0.35 = 1;

În funcție de tipul rectificării, lățimea și diametrul discului abraziv, se alege durabilitatea economic:

Tec= 7 min; [Vlase 2, pag.183, tab. 9.145]

Stabilirea avansului:

Avansul de pătrundere pentru rectificarea rotundă prin metoda avansului de pătrundere este:

st = 0.007 mm/rot; [Picos 2, tab. 22.5]

k = 0.87, coeficient de corecție la avansul de pătrundere la degroșare în funcție de materialul de prelucrat și diametrul discului abraziv. [Picos 2, tab. 22.6]

Astfel, avansul de pătrundere este:

st = 0.007*0.87 = 0.006 mm/rot;

Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei de rotație a piesei:

v = 25…31.5 m/s; Se adoptă v = 25 m/s. [Picos 2, tab. 22.9]

Se calculează turația discului abraziv:

n = (60000*v)/(π*D) = (60000*25)/(3,14*400) = 1194.27 rot/min;

Astfel, din caracteristicile mașinii de rectificat se alege turația:

nr = 800 rot/min;

În aceste condiții, viteza de așchiere reală a discului abraziv este:

vr = (π*D*nr)/60000 = (3,14*400*800)/60000 = 16.75 m/s.

vp = (0.165*d0.3)/(T0.5*st) = (0.165*120.3)/(70.5*0.006) = 21.90 m/min; [Picos 2, rel. 22.5]

d = 12 mm, diametrul piesei;

T = 7 min, durabilitatea economică a pietrei;

st = 0.006 mm/rot, avansul de pătrundere.

Stabilirea puterii:

N = 0.098 * vp * st0.7 * d0.25 * Lp * KNT1 * KNm [kW]; [Picos 2, rel. 22.9]

Lp = 17 mm, lungimea suprafeței de rectificat;

KNT1 = 1, coeficient de corecție în funcție de duritatea discului abraziv; [Picos 2, tab. 22.15]

KNm = 1.1, coeficient de corecție în funcție de natura materialului; [Picos 2, tab. 22.15]

N = 0.098 * 21.90 * 0.0060.7 * 120.25 * 50 * 1.1 = 6.12 kW < NMU = 8 kW.

Astfel, prelucrarea se poate realiza pe mașina de rectificat Tachella cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

adâncimea de așchiere, t = 0.35 mm;

avansul de pătrundere, st = 0.006 mm/rot;

viteza de așchiere a discului abraziv, vr = 16.75 m/s;

turația discului abraziv, nr = 800 rot/min;

viteza de așchiere, vr = 16.75 m/s;

viteza de rotație a piesei, vp = 21.90 m/min;

puterea efectivă, N = 6.12 kW.

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea la cotă se va realiza prin așchii de probă pentru primele piese, apoi se lucrează cu sistemul reglat la cotă.

Norma tehnică de timp:

Timpul de bază:

Tb = (h*K)/vsp = (0.35*1.3)/16.75 = 0.027 min; [Vlase 2, tab. 12.75]

h = 0.35 mm, adaosul de prelucrare;

K = 1.3, coeficient referitor la faza de degroșare; [Vlase 2, tab. 22.15]

Vsp = 25.24 m/s, viteza de așchiere a discului abraziv.

Timpii auxiliari se aleg astfel:

ta1 = 0,31 min, pentru prinderea și desprinderea semifabricatului (tabelul 12.79);

ta2 = 0,04 min, pentru apropierea pietrei de piesă (tabelul 12.82);

ta3 = 0,04 min, pentru pornirea si oprirea sistemului de răcire (tabelul 12.82);

ta4 = 0,29 min, pentru măsurători de control (tabelul 12.83);

Ta = ta1+ ta2+ ta3+ ta4 = 0,31+0,04+0,04+0,29 = 0.68 min.

Timpul de deservire tehnico-organizatorică:

Td = Tdt + Tdo = (tdt1*Tb)/Tec + (Tb+Ta)*1,5/100 =

= (1.3*0.027)/7 + (0.027+0.68)*1.5/100 = 0,016 min; [Vlase 2, pag.417, tab. 12.84]

Timpul de odihnă și necesități firești:

Ton = (Tb+Ta)*3/100 = (0.027+0.68)*3/100 = 0,021 min (tabelul 12.85);

Timpul pentru pregătire-încheiere:

Tpî1 = 7 min, pentru prinderea între vârfuri (tabelul 12.86);

Tpî2 = 8 min, pentru primirea și predarea documentației tehnologice și a SDV-urilor (tabelul 12.86);

Tpî = Tpî1 + Tpî2 = 7 +8 = 15 min;

Rezultă că timpul normat pe operație este:

Tn = Tb + Ta + Td + Ton + Tpî/n = 0,027 + 0,68 + 0,016 + 0,021 + 15/100 = 0,89 min.

n = 100, număr de loturi [buc].

Operația 12 – Retăiere dantură

Schița operației:

Fig. 4.9 – Schița operației cu scule pentru retăiere dantură

Calculul erorilor

Bazele de cotare sunt identice cu bazele de orientare astfel că erorile de orientare și fixare vor fi zero.

Mașina-unealtă:

Gleason-Pfauter P60 – vezi tabelul 4.1.

Scula așchietoare:

Freza melc-modul Schnyder ϕ 55 cu modulul 1.95.

Dispozitiv de prindere a semifabricatului:

Bucsă elastică B32(72-65) 15.2;

Vârf pinola 1193566.

Dispozitiv prindere scula:

Dispozitiv prindere Gleason 1184559.

Mijloc de control:

Mașină de măsurat roți dințate Klingelnberg (profil, elice, cota între doi dinți).

Fazele operației:

Prindere piesă;

Retăiere dantură;

Desprindere piesă;

Control.

Adaosurile de prelucrare intermediare si totale:

AP = 14 – 13.881 = 0.119 mm

Regimul de așchiere:

Producatorul recomandă următorii parametrii ai regimului de așchiere:

Viteza de așchiere: v = 230 m/min;

Avansul: – radial : s = 0.17 mm/rot;

– axial : s = 0,9 mm/rot.

Adâncimea de așchiere: AP = 14 – 13.881 = 0.119 mm

Metoda de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se face dupa piese de probă.

Norma tehnică de timp:

Timpul de bază:

Tb = (l+l1+l2)*z*i/(s*n*q) [min]; unde: [Vlase 2, tab.12.7]

l = 42.5 mm, lungimea dinților;

l1 = (1.1…1.2)* = 1.2* = 19.7 mm;

D = 55 mm, diametrul frezei melc-modul;

h = 19.3 – 13.881 = 5.419;

l2 = 2 mm, distanța de depășire a frezei;

s = 0.2 mm/rot, avansul frezei la o rotație a semifabricatului;

n = (1000*v)/(π*D) = (1000*250)/(3.14*55) = 1447.6 rot/min, turația frezei;

q = 2, numărul de începuturi;

z = 7, numărul de dinți ai roții dințate;

i = 1, numărul de treceri;

Tb = (42.5+19.7+2)*7*1/(0.2*1447.6*2) = 0.78 min.

În funcție de modul de prindere și de masa piesei, se alege timpul de prindere și desprindere a semifabricatului: tp,d = 3.25 min; [Vlase 2, tab.12.26]

Timpii ajutători: [Vlase 2, tab.12.34]

ta1 = 0.04 min, pentru cuplarea și decuplarea mișcării principale;

ta2 = 0.04 min, pentru cuplarea și decuplarea avansului de lucru;

ta3 = 0.04 min, pentru pornirea și oprirea sistemului de răcire.

Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0.04 + 0.04 + 0.04 = 0.12 min.

Timpul operativ:

Top = Tb+Ta+tp,d = 0.78+0.12+3.25 = 4.15 min.

Timpul de deservire tehnică și organizatorică: [Vlase 2, tab.12.40]

Td = Tb*2.5/100 + Top*1/100 = 0.78*2.5/100 + 4.15*1/100 = 0.061 min.

Timpul de odihnă și necesități firești: [Vlase 2, tab.12.40]

Ton = Top*3/100 = 4.15*3/100 = 0.125 min.

Timpul de pregătire-încheiere:

Tpî = 19 + 7 + 5 + 7.5 = 38.5 min.

Astfel, norma tehnică de timp este:

Tn = Top + Td + Ton + Tpî/100 = 4.15 + 0.061 + 0.125 + 38.5/100 = 4.72 min.

Studiul economic

Calculul lotului optim de fabricație

.

unde:

Nλ – programa anuală de fabricație, inclusiv piesele de schimb, piesele de siguranță, rebuturile;

D – cheltuieli dependente de lotul de fabricație ( pregătire – încheiere, întreținerea utilajului, etc. );

Cm – costul semifabricatului până la începerea prelucrărilor mecanice;

A – valoarea aproximativă a cheltuielilor independente de mărimea lotului de fabricație;

τ – numărul de loturi aflate simultan în fabricație;

ε – 0.2 ÷ 0.25% [RON/1 RON investit], pierdere suportată de economia societații economice pentru un leu mijloace circulante imobilizate la un leu investit.

unde:

β – procentul de rebuturi (0,2 %);

N – programa anuală planificată;

Ns – numărul pieselor de schimb;

Nsg – numărul pieselor de siguranță;

Ns + Nsg = 0.1*N, se poate lua aproximativ 10%N.

D = D1 + D2 [RON/lot];

D1 = cheltuieli cu pregătirea-încheierea fabricației și cu pregătirea administrativă a lansării lotului;

D2 = cheltuieli cu întreținerea și funcționarea utilajului;

[RON/lot],

unde:

p = 150 … 450 – regia generală a întreprinderii în procente;

i = 1…k – numărul operațiilor active ale procesului tehnologic;

tpî, i = timpul de pregătire-încheiere pentru fiecare operație activă [min];

rm, i = retribuția orară de încadrare a lucrării la operația i [RON/oră];

mi – numărul de mașini necesare executării operației i;

[(43*70*1) +(27.63*70*1) + (15*50*1) + (29*80*1) + (38.5*80*1) + (15*100*1) + (15*100*1) + (38.5*80*1)] = 1001.82 RON/lot.

[RON/lot];

ai = costul unei ore de întreținere și funcționare a utilajului ( 5 RON/oră);

D2 = 1/60*[(43*1*5) + (27.63*1*5) + (15*1*5) + (29*1*5) + (38.5*1*5) + (15*1*5) + (15*1*5) + (38.5*1*5)] = 18.47 RON/lot.

D = 1001.82 + 18.47 = 1020.29 RON/lot.

[RON];

Gsf = 0.5 kg – masa semifabricatului [Kg];

pc = 16 lei – costul unui kilogram de 16CrMo4 [RON];

Cm = 0.5*16 = 8 RON.

[RON];

tui = timpul unitar pentru operația i;

A = 4*[(1.5*70 + 3.25*70 + 1.2*50 + 0.11*80 + 4.34*80 + 1.14*100 + 0.74*100 + 4.34*80)/60] = 85.58 RON.

Calculul timpilor pe bucată

[min/buc];

tbuc,i – timpul pe bucată, pentru operația i [min/buc];

tui – timpul unitar, pentru operația i [min/buc];

tpi – timpul de pregătire încheiere, pentru operația i [min/lot];

n – mărimea lotului optim de fabricație [buc];

Astfel:

tbuc,2 = tu2 + tpî2/n = 1.5 + 43/1398 = 1.53 min/buc;

tbuc,2’ = tu2’ + tpî2’/n = 3.25 + 27.63/1398 = 3.27 min/buc;

tbuc,3 = tu3 + tpî3/n = 1.20 + 15/1398 = 1.21 min/buc;

tbuc,6 = tu6 + tpî6/n = 0.11 + 29/1398= 0.13 min/buc;

tbuc,7 = tu7 + tpî7/n = 4.34 + 38.5/1398 = 4.37 min/buc;

tbuc,11 = tu11 + tpî11/n = 1.14 + 15/1398 = 1.15 min/buc;

tbuc,11’ = tu11’ + tpî11’/n = 0.74 + 15/1398 = 0.77 min/buc;

tbuc,12 = tu12 + tpî12/n = 4.34 + 38.5/1398 = 4.37 min/buc.

Calculele economice justificative pentru stabilirea variantei economice pentru cele două operații tratate în două variante

Calculul economic pentru operațiile 2 și 2’

Operația 2 (Frezare frontală și centruire):

Costul unei operații “i” a unui produs tehnologic pentru x piese, se poate determina cu relația:

Cxi = Aix + Bi [RON];

Cxi = costul prelucrării operației “i” a x piese [RON];

Ai = cheltuielile independente de mărimea lotului de fabricație (cheltuieli curente pentru o piesă pentru operația “i”) [RON/buc];

x = numărul de piese [buc];

Bi = cheltuieli speciale pentru operația “i”;

Ai se calculează cu relația:

[RON/buc];

unde:

Ai,1 = 8 lei – costul semifabricatului (Ai,1 = Cm);

Ai,2 = costul manoperei pentru o piesă la operația “i”;

Ai,3 = cheltuieli indirecte de sector (regie);

Ai,4 = cheltuieli indirecte generale pentru servicii tehnico-administrative;

Ai,5 = costul exploatării mașinii unelte pe timpul executării operației “i” considerate, pentru o piesă.

Ai,2 = (tbuc,i * rmi)/60 = (1.53*70)/60 = 1.79 RON;

Ai,3 = (3.5…4.5)*Ai,2 = 4*1.79 = 7.16 RON;

Ai,4 = (20…25)/100*( Ai,1+Ai,2+Ai,3) = 25/100*(8+1.79+7.16) = 4.24 RON;

Ai,5 = 2.3 * 10-7 * 1.4 * CMU * tbuc,i = 2.3 * 10-7 * 1.4 * 200000 * 1.53 = 0.1 RON;

2,3 10-7 = este un coeficient în funcție de cota de amortizare a M.U. pe o perioadă de amortizare de 12 ani.

1,4 = coeficient în funcție de cheltuielile de întreținere și reparație;

CMU = costul inițial al mașinii unelte [RON];

tbuc,i = timpul pe bucată pentru operația “i”;

A2 = A2,1 + A2,2 + A2,3 + A2,4 + A2,5 = 8 + 1.79 + 7.16 + 4.24 + 0.1 = 21.29 RON;

Bi = 0 RON;

În acest caz DPSf este accesoriu al MU, costul lui nu se mai introduce în calcul, fiind inclus în costul MU.

Rezultă:

Cx2 = A2x + B2 = 21.29*20000 + 0 = 425 800 RON;

Operația 2’ (Strunjire frontală și centruire):

Cx2’ = A2’x + B2’ = 34.14*20000 + 0 = 682800 RON;

A2’ = A2’,1 + A2’,2 + A2’,3 + A2’,4 + A2’,5 = 8 + 3.83 + 15.32 + 6.79 + 0.2 = 34.14 RON;

A2’,1 = 8 RON;

A2’,2 = (tbuc,2’ * rm2’)/60 = (3.28*70)/60 = 3.83 RON;

A2’,3 = (3.5…4.5)*A2’,2 = 4*3.83 = 15.32 RON;

A2’,4 = (20…25)/100*( A2’,1+A2’,2+A2’,3) = 25/100*(8+3.83+15.32) = 6.79 RON;

A2’,5 = 2.3 * 10-7 * 1.4 * CMU * tbuc,2’ = 2.3 * 10-7 * 1.4 * 180000 * 3.28 = 0.2 RON;

Bi = 0 RON;

DPSf este accesoriu al MU, costul lui nu se mai introduce în calcul, fiind inclus în costul MU.

Fig. 5.1 – Graficul celor două variante, unde axa X reprezintă prețul în RON și axa Y numărul de bucăți

Se poate remarca că pentru orice valoare a lotului optim este mai economică prelucrarea prin frezare și centruire – varianta 1 de prelucrare.

Se poate calcula economia anuală în cazul prelucrării prin frezare frontală și centruire -varianta 1 de prelucrare:

Ean = Cx2’ – Cx2 = 682800 – 425800 = 275 000 RON.

Calculul economic pentru operațiile 11 și 11’

Operația 11 (Rectificare rotundă):

Cx11 = A11x + B11 = 22.19*20000 + 0 = 443800 RON;

A1 = A11,1 + A11,2 + A11,3 + A11,4 + A11,5 = 8 + 1.92 + 7.68 + 4.4 + 0.19 = 22.19 RON;

A11,1 = 8 RON;

A11,2 = (tbuc,11 * rm11)/60 = (1.15*100)/60 = 1.92 RON;

A11,3 = (3.5…4.5)*A11,2 = 4*1.92 = 7.68 RON;

A11,4 = (20…25)/100*( A11,1+A11,2+A11,3) = 25/100*(8+1.92+7.68) = 4.4 RON;

A11,5 = 2.3 * 10-7 * 1.4 * CMU * tbuc,11 = 2.3 * 10-7 * 1.4 * 500000 * 1.15 = 0.19 RON;

Bi = 0 RON;

DPSf este accesoriu al MU, costul lui nu se mai introduce în calcul, fiind inclus în costul MU.

Operația 11’ (Rectificare rotundă simultană):

Cx11’ = A11’x + B11’ = 18.12*20000 + 0 = 362400 RON;

A11’ = A11’,1 + A11’,2 +A11’,3 + A11’,4 + A11’,5 = 8 + 1.28 + 5.12 + 3.6 + 0.12 = 18.12 RON;

A11’,1 = 8 RON;

A11’,2 = (tbuc,11’ * rm11’)/60 = (0.77*100)/60 = 1.28 RON;

A11’,3 = (3.5…4.5)*A11’,2 = 4*1.28 = 5.12 RON;

A11’,4 = (20…25)/100*( A11’,1+A11’,2+A11’,3) = 25/100*(8+1.28+5.12) = 3.6 RON;

A11’,5 = 2.3 * 10-7 * 1.4 * CMU * tbuc,11’ = 2.3 * 10-7 * 1.4 * 500000 * 0.77 = 0.12 RON;

Bi = 0 RON;

DPSf este accesoriu al MU, costul lui nu se mai introduce în calcul, fiind inclus în costul MU.

Fig. 5.2 – Graficul celor două variante de rectificare, unde axa X reprezintă prețul în RON și axa Y numărul de bucăți

Se observă că pentru orice valoare a lotului optim este mai economică prelucrarea prin rectificare rotundă simultană – varianta 2 de prelucrare.

De asemenea, se poate calcula economia anuală în cazul prelucrării prin rectificare rotundă simultană:

Ean = Cx11 – Cx11’ = 443800 – 362400 = 81 400 RON.

Probleme de organizare a procesului tehnologic

Calculul numărului de mașini-unelte necesare și a gradului de încărcare pentru cele 6 operații în variantă economică

Calculul numărului de mașini-unelte necesare

nMUi = , unde:

Tui – timpul unitar necesar pentru MU la operația "i" [min];

Td – timpul de deservire [min];

Td = 250*374*2 = 187000 min/an;

n = (1+ 𝛽 /100 )*N+Ns+Nsg; unde:

Ns- numărul de piese de schimb;

Nsg – numărul de piese de siguranță;

𝛽 – rebut în procente;

N – număr de bucăți pe an.

n = (1+ 2/100)*20000+2000 = 22400 buc/an.

Ns+Nsg = 0,1*N = 0.1*20000 = 20000 buc/an.

Operația 2:

Tu2 = n * tu2 = 22400 * 1.5 = 33600 min;

nMU2 = Tu2/Td = 33600/187000 = 0.2, rezultă că este necesară o mașina de frezat și centruit.

Operația 3:

Tu3 = n * tu3 = 22400 * 1.2 = 26880 min;

nMU3 = Tu3/Td = 26880/187000 = 0.14, rezultă că este necesară o mașină de strunjit.

Operația 6:

Tu6 = n * tu6 = 22400 * 0.11 = 2464 min;

nMU6 = Tu6/Td = 2464/187000 = 0.03, rezultă că este necesară o mașină de rulat caneluri.

Operația 7:

Tu7 = n * tu7 = 22400 * 4.34 = 97216 min;

nMU7 = Tu7/Td = 97216/187000 = 0.52, rezultă că este necesară o mașină de frezare dantură.

Operația 11’:

Tu11’ = n * tu11’ = 22400 * 0.74 = 16576 min;

nMU11’ = Tu11’/Td = 16576/187000 = 0.1, rezultă că este necesară o mașină de rectificat.

Operația 12:

Tu12 = n * tu12 = 22400 * 4.34 = 97216 min;

nMU12 = Tu12/Td = 97216/187000 = 0.52, rezultă că este necesară o mașină de retăiere dantură.

Gradul de încărcare al mașinilor-unelte

Gradul de încărcare al mașinilor-unelte se determină cu următoarea relație:

ki = [%];

k2 = (100*Tu2)/Td = (100*33600)/187000 = 17.97%;

k3 = (100*Tu3)/Td = (100*26880)/187000 = 14.37%;

k6 = (100*Tu6)/Td = (100*2464)/187000 = 1.32%;

k7 = (100*Tu7)/Td = (100*97216)/187000 = 51.99%;

k11’ = (100*Tu11’)/Td = (100*16576)/187000 = 8.86%;

k12 = (100*Tu12)/Td = (100*97216)/187000 = 51.99%.

Amplasarea mașinilor-unelte în flux tehnologic pentru aceleași operații

Pentru realizarea operațiilor analizate din cadrul procesului tehnologic studiat se propune amplasarea mașinilor-unelte în flux tehnologic ca în schița următoare:

Fig. 6.1 – Amplasarea mașinilor în flux tehnologic

Măsuri de tehnica securității muncii

Mașina de frezat și centruit MFC 160:

Pe mașina de frezat se vor executa numai operațiile pentru care a fost destinată mașina de întreprindere constructoare.

Mașinile de frezat la care se execută frezare rapidă trebuie să fie prevăzute cu ecrane de protecție.

Înainte de montarea frezei, se va verifica tăisul acesteia, verificandu-se dacă aceasta corespunde materialului ce urmează să fie prelucreze, precum și regimul de lucru indicat în fișa de operații. Montarea și demontarea frezei se va face cu mașinile protejate. Dupa fixarea și reglarea frezei se va regla și dispozitivul de protecție,astfel încat dinții frezei sa nu poată să prindă mâinile sau îmbracamintea muncitorului.

Fixarea pieselor pe masa mașinii de frezat trebuie să se execute cu dispozitive speciale de fixare sau în menghină. Se interzice orice improvizație la fixarea pieselor.

La fixarea pieselor cu suprafețe neprelucrate și cu încălcări, în menghine sau direct pe masa mașinii, se vor folosi menghine falci zimțate sau placi de reazem și de strangere zimțate.

Verificarea cotelor pieselor fixate pe masa mașinii, precum și a calității suprafeței prelucrate se vor face numai dupa oprirea mașinii.

În timpul funcționării mașinii de frezat nu se permite ca pe masa ei sa se gasească scule sau alte piese nefixate.

La operația de frezare,cuplarea avansului se va face numai dupa pornirea prealabilă a axului frezei. La oprirea mașinii de frezat se va decupla întâi avansul, iar apoi se va opri axul frezei.

Mașina de rectificat Tachella:

Alegerea corpului abraziv se va face în funcție de felul materialului de prelucrat, de forma și dimensiunile piesei de prelucrat, de calitatea suprafeței ce trebuie obținută, de tipul și starea mașinii, de felul operației de prelucrare.

Montarea corpurilor abrazive pe mașini se face de către persoane bine instruite și autorizate de conducerea unității să execute astfel de operații.

La montarea corpului abraziv pe masină, se va verifica marcajul și aspectul suprafeței corpului abraziv și se va efectua controlul la sunet, conform standardelor în vigoare sau conform documentației tehnice de produs.

Fixarea corpului abraziv va asigura o centrare perfectă a acestuia în raport cu axa de rotație.

Montarea și fixarea mai multor corpuri abrazive pe același arbore este permisă numai pentru mașini dotate cu această posibilitate.

Nu este permisă utilizarea pe mașini a corpurilor abrazive ale căror turații sau viteze periferice nu sunt inscripționate.

Este interzisă utilizarea corpurilor abrazive cu liant magnezic, în cazul în care a trecut mai mult de un an de la fabricarea lor.

Mașinile care utilizează corpuri abrazive nu se vor porni daca corpul abraziv este în contact cu piesa de prelucrat.

Nu este permisă prelucrarea cu suprafețele laterale ale corpurilor abrazive atunci când mașina nu a fost construită pentru astfel de prelucrări sau când corpul abraziv nu este conceput pentru astfel de prelucrări.

Este interzisă modificarea mașinilor în scopul utilizării unor viteze superioare de lucru sau diametre superioare de corpuri abrazive.

Se interzice manipularea corpurilor abrazive prin rostogolire.

Înainte de începerea lucrului la fiecare montare pe masină, corpurile abrazive vor fi încercate la rotirea în gol.

SDV-uri

Dispozitiv pentru măsurarea abaterii de la concentricitate și coaxialitate

Cu scopul de a se măsura toleranța la concentricitate și coaxialitate, s-a proiectat un dispozitiv în care piesa este prinsă între vârfuri de centrare fix.

Cu acest dispozitiv se verifică toleranța la concentricitate față de punctele de referință C și D de ϕ0.02 mm pentru diametrul de ϕ14.5±0.15 mm din desenul de execuție al pinionului cu nr. desen: PIN-142-02.

Fig. 7.1 – Vederea izometrică a dispozitivului

În cadrul dispozitivului, vârfurile de centrare sunt înfiletate pe două corpuri, în care unul este mobil și celălalt fix. Cel mobil este prins într-un șurub special care intră pe canalul T al mesei și pe care se înșurubează o piuliță, iar cel fix, este prins în două șuruburi M8 avănd niște urechi ce se prind pe o altă placă mobilă, situată pe masa T, care la rândul ei este prinsă cu ajutorul a două șuruburi M10 care se înfiletează în două piulițe care sunt poziționate în canalul T.

Fig. 7.2 – Vederea principală a dispozitivului

De asemenea, pe un alt canal T al mesei este așezată o placă de susținere a ceasului comparator care se deplasează de lungul canalului T de pe această placă. Această placă de susținere peste prinsă cu ajutorul unui șurub M10 care se înfiletează într-o piulița aflată în canalul T. Cu ajutorul palpatorului din cadrul ceasului comparator se poate măsura abaterea de la concentricitate care este de pănă la 0.2 mm, corespunzator diametrului ϕ 15.5 mm al pinionului.

Fig. 7.3 – Vedere din față a dispozitivului

Fig. 7.4 – Vedere laterală dispozitiv 1

Fig. 7.5 – Vedere laterală dispozitiv 2

Calibru tip potcoavă

Pentru a se verifica diamentrul ϕ12 reprezentând S9 al reperului cu nr. desen PIN-142-02, s-a proiectat un calibru tip potcoavă.

Din STAS 2980/1-87 se adoptă calibru potcoavă ștanțat T-NT pentru cota ϕ 12 (abaterea superioră +0.02 și abaterea inferioară +0.01) pentru suprafața S9 a pinionului (operația 11 – rectificare).

Fig. 7.6 – Tabel STAS 8222-68 privind precizia de execuție dimensională și geometrică a calibrelor

Din STAS 8222-68 tabelul 2, privind precizia de execuție dimensională și geometrică, se găsesc toleranțele IT 3 la dimensiune și IT 2 la forma geometrică (rândul – calibre potcoavă, coloanele IT 7 – toleranțele fundamentale ale piesei).

Fig. 7.7 – Tabel STAS 8222-68 privind poziția toleranțelor de execuție la dimensiunile calibrelor și limita de uzură maximă în raport cu dimensiunile limită ale piesei

Din STAS 822-68 tabelul 3, se găsesc: H1 = 3µ, z1 = 2.5µ, y1 = 2µ (pentru precizia piesei 7 și d peste 10 până la 18 mm).

Partea “TRECE”:

DTnou = (dmax – z1) ± H1/2 = (N + es –z1) ± H1/2 = (12 + 0.02 – 0.0025) ± 0.003/2 = 12 cu Es = +0.019 mm și Ei = +0.016 mm.

DTuzat = dmax + y1 = N + es + y1 = 12 + 0.02 + 0.002 = 12.022 mm;

Partea “NU TRECE”:

DNT = dmin ± H1/2 = N + ei ± H1/2 = 12 + 0.01 ± 0.003/2 = 12 cu Es = + 0.0115 mm și Ei = + 0.0085 mm.

Fig. 7.8 – Calibru potcoavă

BIBLIOGRAFIE

Beju, L. – Principiile fabricației agile, Editura Universității “Lucian Blaga” din Sibiu 2013.

Brîndașu, D., ș.a. – Proiectarea sculelor așchietoare, vol I și II, Editura Universității din Sibiu 1994.

Dușe, D., Bologa, O. – Tehnologii de prelucrare tipizate, Editura Universității din Sibiu 1995.

Imaai, M. – O abordare practică, cu costuri reduse, a managementului, Braco S.A., 2004.

Oprean, C., Nanu, D., Dușe, D. – Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, Sibiu 1987.

Picoș, C., ș.a – Proiectarea tehnologiei de prelucrare prin așchiere, vol I, Editura Universitas, Chișinău 1992.

Picoș, C., ș.a – Proiectarea tehnologiei de prelucrare prin așchiere, vol II, Editura Universitas, Chișinău 1992.

Popescu, I., Dârzu, V. – Regimuri de așchiere pentru prelucrări pe mașini unelte, vol II, I.I.S., Sibiu 1980.

Simion, C. – Toleranțe dimensionale și geometrice, Editura Universității din Sibiu 2001.

Ștețiu, G. – Dispozitive de prelucrare și control. Construcție și exploatare, Editura didactică și pedagogică, București 1998.

Vlase A. – Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucare și norme tehnice de timp, vol 1, Editura Tehnică București 1984.

Vlase A. – Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucare și norme tehnice de timp, vol 2, Editura Tehnică București 1985.

Vasii – Roșculeț, Sanda, ș.a. – Proiectarea dispozitivelor, Editura didactică și pedagogică, București 1982.

Catalog ISCAR.

Catalog Sandvik.

Catalog Norelem.

www.compa.ro.

www.sandvik.coromant.com.

STAS 575-80.

STAS 11905-80.

SR ISO 529:2012.

OPIS

Prezentul proiect de diplomă conține:

121 pagini de memoriu;

96 figuri;

10 tabele;

2 formate A4;

1 format A2;

2 formate A0.

Data predării: Semnătura autorului:

Sunt de accord cu susținerea lucrării în fața Comisiei

Prof. dr. ing. Livia Dana BEJU