TEHNOLOGICITATEA ÎN CONSTRUCȚIA DE MAȘINI CUPRINS 1.1. Obiectul lucrării ………………………….. …………………………….. [601792]

LUCRAREA 1

TEHNOLOGICITATEA ÎN CONSTRUCȚIA DE
MAȘINI

CUPRINS

1.1. Obiectul lucrării
………………………….. ………………………….. ……………………….
1

1.2. Considerații teoretice
………………………….. ………………………….. ……………….
1

1.3. Desfășurarea lucrării
………………………….. ………………………….. ………………..
3

1.4. Posibilități de apreciere a tehnologicității construcției
………………………….
12

Lucrarea 1. Tehnologicitatea în construc ția de ma șini

1.1. Obiectul lucrării

În cadrul lucrării sunt prezentate principalele aspecte teoretice legate de solu țiile constructive ale
unor piese tipice din industria constructoare de ma șini. Studen ții se vor familiariza cu alegerea corectă,
în funcție de: condițiile de lucru, volumul cerut, cost, condiții sociale și de mediu etc ., a modului de
obținere a unui/unei reper/piesă prin tehnologii convenționale .

1.2. Considera ții teoretice

Tehnologicitatea este însușirea construcției, piesei, ansamblului, mașinii, utilajului sau instalației
prin care acestea, fiind eficiente și sigure în exploatare , se pot executa la volumul de producție stabilit cu
consumurile materiale și de muncă minime, deci și cu costuri scăzute.
Cu alte cuvinte tehnologicitatea este o caracteristică complexă, care arată măsura în care solu ția
constructivă satisface caracteristicile de func ționare, permite fabricarea cu un cost minim, productivitate
ridicată, în volumul cerut și în condi țiile date, asigură între ținerea și repararea u șoară și respectă
cerințele sociale și de mediu.
Tehnologicitatea trebuie asigurată în toate etapele procesului tehnologic: elaborarea
semifabricatului, prelucrări le mecanice, tratamentul termic, sudarea, monta jul și controlul tehnic.
În principiu se consideră că o piesă este tehnologică dacă:
 este posibilă asimilarea fabrica ției piesei în scurt timp;
 se pot folosi procedee moderne, de mare productivitate;
 necesită un consum redus de materiale și manoperă;
 este posibilă organizarea optimă a fabrica ției și controlului.
Aprecierea tehnologicită ții construcției mașinilor , utilajelor și instalațiilor ia în considerare
următoarele elemente principale:
 raționalitatea schemelor tehnologice ale acestora;
 raționalitatea schemelor cinematice;
 unificarea (tipizarea, normalizarea, standardizarea) pieselor și ansambl elor, a materialelor și a
diverselor elemente constructive ale pieselor, ca filete, module de ro ți dințate, diametre de găuri, canale
de pană, caneluri, raze de racordare a suprafețelor etc., precum și a preciziei și rugozității suprafețelor
prelucrate;
 concordan ța formei constructive a pieselor și, în general, a construcției ansambl elor cu
particularită țile diferitelor metode și procese de fabricație optimă a acestora (inclusiv a semifabricatelor
lor).
Având ca bază de analiză desenul de execu ție, inginerul tehnolog va urmări următoarele puncte
pentru analiza tehnologicită ții în etapa prelucrării mecanice:
a. prelucrabilitatea prin a șchiere (așchiabilitatea);
Prelucrabilitatea prin a șchiere (așchiabilitatea), reprezintă proprietatea tehnologică a materialului
care apreciază aptitudinea acestuia de a fi prelucrat eficient prin procedee mecanice cu deta șare de
așchii.
Se poate afirma că un material este u șor prelucrabil prin a șchiere atunci când este posibilă
utilizarea unor viteze mari de a șchiere, dar cu consumuri minime de scule și energie , cu solicitări
mecanice reduse pentru ob ținerea unei calită ți optime a suprafe țelor prelucrate.
Aprecierea a șchiabilității se poate face considerând următoarele criterii:
 uzura sculelor a șchietoare;
 consum de energie;
 rugozitatea suprafe ței prelucrate etc.
Analiza tehnologicită ții, din acest punct de vedere, se referă la materialul prevăzut în desenul de
execuție având u-se în vedere următoarele aspecte:

– în cazul prelucrărilor de degro șare interesează cu precădere ca , prelucrarea să decurgă cu un
consum minim de scule, cu o productivitate ridicată, cu solicitări mecanice scăzute , în condițiile unor
regimuri de a șchiere intense;
– în cazul prelucrărilor de finisare , se va urmări cu precădere calitatea suprafe ței ce se ob ține prin
așchiere.
Exemple:
* Îmbunătă țirea a șchiabilită ții materialelor prin tratamente termice aplicate semifabricatelor:
normalizarea după d eformarea plastică la cald, recoacere a de globulizare a cementitei pentru o țeluri
de scule, recoacere completă după recoacerea de omogenizare la semifabricate turnate.
*Asigurarea calită ții impuse după rectificare necesită o duritate ridicată a materialului ,
realizabilă prin tratamente termice superficiale (termochimice, călire superficială – prin curenți de
înaltă frecvență ) sau îmbunătă țire.
* La prelucrarea pe strunguri automate este necesară formarea unor a șchii segmentate (scurte) .
În acest sens se folosesc o țeluri pentru ma șini-unelte automate.
Ca urmare , inginerul tehnolog trebuie să prevadă în tehnologie pozi ția corectă a tratamentelor
termice în procesul tehnologic, care să asigure proprietă ți de așchiabilitate bune.
b. proiectarea formei constructive a piesei;
Proiectarea formei constructive a piesei, pe lângă respectarea condi țiilor funcționale, trebuie să
aibă în vedere și condițiile de tehnologicitate specifice procedeelor și metodelor de ob ținere a
semifabricatelor și de prelucrare mecanică ulterioară.
Din punct de vedere al prelucrării mecanice, forma constructivă a piesei trebuie să asigure
respectarea condi țiilor de precizie și calitate a suprafe țelor, cu un consum minim de resurse, ceea ce
implică:
– existența unor forme constructive simple și ușor de generat;
– asigurarea condi țiilor pentru fixarea sigură a piesei în dispozitiv, fără deforma ții care să
afecteze precizia;
– accesul și ieșirea comodă a sculelor și verificatoarelor la și de pe, suprafe țele prelu crate;
folosirea pe cât posibil a sculelor și verificatoarelor standardizate.
c. posibilitatea folosirii unor elemente ale piesei în calitate de baze (de a șezare, de fixare etc);
Analiza posibilității folosirii unor elemente ale piesei la cotarea tehnologică trebuie să aibă în
vedere o cotare care să faciliteze operațiile de prelucrare mecanică și control.
Desenul de execuție al piesei trebuie să conțină suprafețe care să poată fi folosite pentru fixarea
semifabricatului în vederea prelucrării mecanice. Astfel de elemente sunt bosaje le, găuri le tehnologice
(de exemplu la arbori găurile de centrare).

Figura 1.1 Elemente de tip bosaje

Desenul de execu ție poate fi modificat tehnologic (fără să afecteze func ționalitatea construc ției)
astfel încât să se asigure fixarea sigură la prelucrarea mecanică .

a. netehnologic b. tehnologic
Figura 1.2 Fixarea pieselor în vederea ob ținerii unei anumite rugozități

d. modul de prescriere al toleran țelor și calității suprafețelor;
Prescrierea toleran țelor și a rugozită ții suprafe țelor prelucrate este făcută de proiectant.
Tehnologul face o analiză a acestor prescrip ții având în vedere rolul lor func țional. Scopul analizei este
de a stabili juste țea acestor prescrip ții, știut fiind că , toleranțele și rugozitățile scăzute pot conduce la
costuri de produc ție foarte mari. Se vor avea în vedere următoarele:
– pentru cotele libere, dimensiuni le nefuncționale, nu s e prevăd toleran țe strânse. Rugozitatea
acestor suprafe țe, în absen ța altor condi ții – aspect, rezisten ță la coroziune ș.a. – va fi Ra > 6,3 µm.
– suprafețele care vor servi la orientarea și fixarea semifabricatului vor fi încadrate în clasa ISO
de precizie 8 … 12, chiar dacă sunt cote libere (calculul erorii de bazare poate conduce la precizii mai
ridicate). Rugozitatea acestor suprafe țe este dependentă de natura contactului pe care o are cu
dispozitivul de fixare: pentru contact fix , Ra = 6,3…1,6 µm , iar la contact mobil , Ra = 0,8… 0,0 4 µm.
e. gradul de unificare și normalizare a pieselor.
Se consideră că o piesă, subansamblu, ansamblu este cu atât mai tehnologică, cu cât con ține mai
multe elemente reglementate prin standarde și norme. Prin aceasta se mi cșorează numărul sculelor și al
verificatoarelor necesare.
Observație: Tehnologicitatea construc ției este o no țiune variabilă, ea se modifică odată cu
programul de produc ție și cu condi țiile de fabrica ție și a ma șinilor -unelte folosite.

1.3. Desfă șurarea lucrării

Analizând exemplele prezentate și comentariile cu privire la realizarea pieselor să se
încadreze piesele din exerci ții în una din categoriile „Netehnologic” sau „ Tehnologic ”.

Tabelul 1.1 Exemple de forme tehnolog ice și netehnologice pentru suprafețe de revoluție
exterioare prelu crate prin strunjire
Netehn ologic Tehnologic Comen tariu
0 1 2

Existența gulerelor cu diametre
mari pe arbori implică un volum
mare de muncă pentru prelucrarea
prin strunjire. Da că forțele axiale pe
care le pre ia gulerul nu sunt prea
mari, se poate practica înlocuirea
gulerului cu un inel fixat printr-un
șurub sau fretat la cald – mai ales
pentru arbori care se vor rectifica
pe toată lungimea.
În cazul unor forțe axiale mari, se
poate pre vedea pe arbore un mic
guler auxiliar pentru inel.

Asigurarea ieșirii libere a
cuțitului la terminarea strunjirii
treptei conice simplifică
prelucrarea.

Exercțiul 1:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.2. Exemple de forme tehnologice și netehnologice pentru suprafe țe obținute prin
frezare
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Realizarea unui canal de pană care să
ajungă până la suprafa ța frontală a
treptei cilindrice cu diametru mai
mare este dificilă. Mai tehnologică
este prevederea unui canal cu
racordare a fundului canalului , care
permite prelucrarea cu freză disc,
prelucrare mai productivă decât cea
cu freză deget.

Prelucrarea unui canal pe o treaptă
conică a unui arbore este mai u șor de
executat, dacă fundul canalului este
paralel cu axa de simetrie a arborelui.

Exercțiul 2:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Exercițiul 2 (continuare)
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.3. Exemple de forme tehnologice și netehnologice pentru ob ținerea suprafețelor
interioare de revolu ție
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Prelucrarea prealabilă a unor
suprafețe plane perpendiculare pe
axele găurilor de executat facilitează
folosirea ulterioară a burghielor.

În cazul unei găuri în care urmează
să se preseze o altă piesă, este inutilă
alezarea pe toată lungimea ei.
Prevederea unei trepte cu o lungime
corespunzătoare stabilită (pentru ca
alezorul să poată prelucra întreaga
lungime efectivă de presare)
contribuie la cre șterea
tehnologicită ții.

Exercițiul 3:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Exercițiul 3 (continuare)
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.4. Forme tehnologice și netehnologice pentru piese supuse prelucrării prin bro șare
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Într-o gaură conică, prevederea
unor canale cu fundul paralel cu cel
axa găurii face posibilă prelucrarea
prin broșare, mai productivă decât
alte procedee de prelucrare.

Exercițiul 4:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.5. Exemple de forme tehnologice și netehnologice la executarea filetelor
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Prevederea unei degajări la
terminarea suprafe ței filetate
facilitează executarea prin strunjire
a filetului.

Exercițiul 5:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.6. Exemple de forme tehnologice și netehnologice la executarea danturilor
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Existența unei degajări de lă țime
prea mică face dificilă prelucrarea
prin mortezare a danturii ro ților
baladoare (acesta fiind uneori
unicul procedeu de ob ținere prin
așchiere a danturii treptei cu
diametrul cel mai mic).

Exemplul 6:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.7. Exemple de forme tehnologice și netehnologice pentru suprafe țe obținute prin
rectificare
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2

Existența unei degajări facilitează
prelucrarea treptelor cilindrice pe
porțiunea pe care aceste trepte se
continuă cu trepte de diametru mai
mare.

Exercițiul 7:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Tabelul 1.8. Exemple de utilizare a unor sisteme de cotare
Netehnologic Tehnologic Comentariu
0 1 2
În cazul unei piese care suportă
prelucrări pe ma șini-unelte diferite,
modul de amplasare a cotelor poate
evidenția acele cote care trebuie
obținute pe fiecare ma șină și eventual
la fiecare fază.

Exercițiul 8:
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

Exercițiul 8 (continuare)
Varianta 1 Varianta 2 Comentariu
0 1 2

1.4. Posibilită ți de apreciere a tehnologicită ții construc ției

De asemenea t ehnologicitatea construc ției se poate aprecia cantitativ folosind indici de
comparație. Atunci când se compară produse cu acelea și condiții tehnice se folosesc indici de
compara ție absolu ți, iar atunci când se compară produse cu condi ții tehnice diferite se folosesc
indici de compara ție relativi .
a) indici absolu ți:
– masa brută ( M b );
– masa netă ( Mn );
– coeficien tul de utilizare a materialului =Mn
Mb(0,8 );
– coeficientul de stand al produsului q;
– volumul total de muncă Tt [ore];
– costul C [lei];
b) indici relativi :
– puterea instalată;
– masa netă la lățimea mesei de lucru;
– masa netă la puterea instalată MnM=Mn
N;
– masa netă la înăl țimea vârfurilor Mn =Mn
;
– masa netă la valoarea de așchii Mn =Mn
;
– costul produsului raportat la putere N=
N, etc.