Ingineria si managementul producerii materialelor metalice [616445]

1

Universitatea POLITEHNICA din București
Facultatea de Stiinta si Ingineria Materialelor
Ingineria si managementul producerii materialelor metalice

PROIECT
DE
DISERTAȚIE

Autor,

Absolvent: [anonimizat],
Prof.dr.ing. SEMENESCU Augustin
S.l. Dragoș Florin Marcu

2019

2

Universitatea POLITEHNICA din București

Universitatea Politehnica din Bucuresti
Facultatea de Stiinta si Ingineria Materialelor
Ingineria si managementul producerii materialelor metalice
Studii universitare de Masterat

TEMA
LUCRĂRII DE DISERTAȚIE
STUDIUL PRIVIND OTELURI REZISTENTE LA
UZARE ȘI PROIECTAREA PROCESULUI DE
PRODUCȚIE PENTRU PRODUSUL PIULITA
Autor,

Absolven t MUȘAT AUGUSTIN -GABRIEL

Conducător științific,
Prof.dr.ing. SEMENESCU Augustin
S.l. Dragoș Florin Marcu

Decan, Director de departament,
Prof.dr.ing. Mircea Ionut Petrescu Prof. dr. ing. Nicolae CONSTANTIN

2019

3
CUPRINS
1.INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 4
2. TRATAMENTE TERMICE SI TERMOCHIMICE APLICATE PRODUSULUI ………………………….. ……………… 5
3. STUDIUL PRIVIND OTELURIOE REZISTENTE LA UZARE ………………………….. ………………………….. …….. 5
3.1 GENERALITATII ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 5
3.2 Uzarea si uzura ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 6
3.3. Comportar ea tribologică a aliajelor metalice ………………………….. ………………………….. …………… 7
3.4. Elemente de tribologie. Frecare – uzare – ungere ………………………….. ………………………….. ……. 8
3.4.1 Frecarea uscată ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 8
3.4.2 Frecarea semifl uidă sau mixtă ………………………….. ………………………….. …………………………. 9
3.4.3. Frecarea (ungerea) fluidă ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 11
3.5 Oțeluri speciale rezistente la uzare ………………………….. ………………………….. ……………………….. 11
3.6 . Cercetare experimentala ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 12
3.7 Concluzii cercetare eperimentala ………………………….. ………………………….. …………………………. 15
4. Proiectarea procesului de producție pentru produsul Piulita ………………………….. ……………………… 15
4.1 Studiul pietei ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 15
4.2 Proces de producție ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 19
4.3. Semifabricare și prelucrări ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 24
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 32

4

Tema lucrarii
În cadrul acestei lucră ri se va prezenta p roiectarea procesului de producție pentru produsul
piuliță hexagonală. Î naintea de realizarea acestui proces, am efectuat studii cu p rivire la tratamentele
termice și studii privind oț elurile inoxidabile .
1.INTRODUCERE

Piulița este un organ de mașină utilizat la realizarea îmbinărilor demontabile. Se folosește
împreună cu organul de mașină perech e, numit șurub . Alaturi de surubul metric face parte din
asamblare filetata: o piesa filetata exterior numita surub si o piesa filetata interior numita piulita. Piesa
intermediara, numita saiba, realizeaza o suprafata de sprijin mai mare intre piesa asamblata si piulita.
[1]
Piuliț a este o piesă, în general metalică, având o gaură filetată și o parte exterioară cu o formă
potrivită pentru strângere – destrângere direct cu mâna sau prin intermediul unei chei (fig.1)

Fig.1 Piulita hexagonala [8]

DimensiuneM3 – M48
Tip hexagon s (mm)5,5 – 75
DIN934
Grupa8
Finisaj zincat alb
Material otel inoxidabil

Tab.1 Caracteristici Piulite hexagonale [8]

5
2. TRATAMENTE TERMICE SI TERMOCHIMICE APLICATE PRODUSULUI
Pentru șuruburi și piulițe executate prin deformare plastică la rece se folosește recoacerea de
recristalizare. Aceasta constă într -o încălzire la o temperatură apropiată de linia solidus și menținerea
la această temperatură un timp suficient, urmată de o răcire lentă .
Șuruburilor și piulițelor executate prin deformare plastică Ia cald li se aplică r ecoacerea de
normalizare. Aceasta constă în încălzirea pieselor la o temperatură superioară cu 30…50°C peste AC3
sau Acem, urmată de răcire în aer liniștit. Se urmărește modificarea mărimii grâunților, uniformizarea
structurii și îmbunătățirea proprietăț ilor mecanice.
La piulițele la care filetul are câmpul de toleranță H, o acoperire de protecție a filetului nu
este în general posibilă, deoarece abaterea fudamentală este zero. Dacă totuși este necesară o
acoperire de protecție pentru aceste piulițe, treb uie să se restrângă toleranța de execuție a filetului,
astfel încât să se realizeze un joc față de profilul nominal al filetului, corespunzător grosimii minime
necesare pentru stratul de acoperire. [2]
3. STUDIUL PRIVIND OTELURIOE REZISTENTE LA UZARE
3.1 GENERALITATII
Piulițele au un spectru larg de utilizare, atât în industria construcțiilor de mașini și instalații
cât și în alte domenii, precum: construcții și instalații; industria chimică; instalații și echipamente
pentru transportul lichidelor și gazelor – conducte; pompe; supape; robineți etc. [3]
Piulițe nituibile oarbe din oțel inoxidabil sunt utilizate în principal în aplicații în care aspectul
estetic și etanșeitatea sunt esențiale.
Provocările actuale generează întotdeauna noi exigențe. Inov ațiile moderne impun utilizarea
elementelor corespunzătoare pentru îmbinări – în acest caz, având o proiecție deplasare verticală
optimizată a capului.
In fig.2 este prezentata o piulita din gama RIVKLE® – fabricata din oțel inoxidabil cu deplasare
vertica lă optimizată a capului . Elemente sunt semi -hexagonale cu cap mic, înecat .[3]

Fig .2 Piulițe nituibile oarbe RIVKLE® – fabricate din oțel inoxidabil [9]

În metalurgie, oțelul inoxidabil (sau inox) este acel aliaj al oțelului care conține cel puțin 11%
crom în procente de masă. Acest tip de oțel este rezistent la coroziune.

6
Conform concepțiilor științifice moderne, pentru caracterizarea unui material este necesară
luarea în considerare a unui ansamblu de proprietăți comune, reprezentative precum și a cr iteriilor
structurale [4 ].
Din acest punct de vedere materialele metalice se deosebesc de cele nemetalice printr -o
tendință accentuată de a forma rețele cristaline compacte, prin opacitate, luciu metalic, insolubilitate
în solvenți obișnuiți, conductibilit ate termică și electrică deosebit de mari, prin proprietăți mecanice și
de prelucrabilitate speciale [4 ].
Metalele manifestă și alte proprietăți care le diferențiază de nemetale, proprietăți fizice cum
ar fi: densitate ridicată, temperatură de topire și d e fierbere mai ridicată decât în cazul nemetalelor,
duritate mare. Toate acestea atestă existența în rețelele cristaline specifice metalelor a unor legături
foarte puternice între atomi, respectiv legături metalice [4 ].
Ca elemente chimice, peste 80% din totalul celor cunoscute, cuprinse în Tabelul periodic al
elementelor sunt metale, aplicațiile lor regăsindu -se practic în toate domeniile științei, tehnicii și vieții
cotidiene, de la construcții de mașini la tehnică medicală și biologie, de la minerit la energie nucleară
și tehnologie spațială, de la electronică și microelectronică sau agricultură la mobilier și artă, de la
aplicațiile din domeniile de vârf ale cercetării până la cele mai banale obiecte personale [4 ].
Cunoașterea exactă a proprietățile ma terialelor metalice: fizice, chimice, magnetice, mecanice
și de prelucrabilitate este necesară inginerilor proiectanți în procesul de alegere a materialului optim
pentru o anumită aplicație practică știut fiind faptul că dimensionarea rațională a elementel or ce
alcătuiesc construcțiile inginerești duce la economii de material și de energie pe tot parcursul duratei
de existență a unui produs, prin urmare, la e ficiență și competitivitate [4] .
Majoritatea pieselor de mașini cu rol funcțional deosebit sunt scoase din uz datorită uzării
suprafețelor de contact aflate în mișcare relativă (în frecare). Din această cauză cunoașterea și
utilizarea în numeroase aplicații a materialelor rezistente la uzare prezintă mare importanța tehnico –
economică [14].

3.2 Uzare a si uzura

Uzura este un proces de distrugere a stratului superficial al unui corp solid la interacțiunea
mecanică cu un alt corp solid, cu un fluid sau cu un fluid cu particule solide în suspensie. Dacă
interacțiunea mecanică se produce sub acțiunea unei sarcini exterioare și din cauza mișcării relative a
corpurilor, implicit a frecării, atunci se definește uzura prin frecare. Procesul de distrugere implică și
modificări structurale, chimice și fizice în straturile superficiale, def ormări, detașări de mat erial [5 ].
Crudu definește noțiunea de tribosistem legat de uzare, aceasta fiind un proces care însoțește
frecarea de cele mai multe ori. Uzarea duce la modificarea stării inițiale a suprafețelor unui tribositem,
ca urmare a desprinderii de material, fiind deci un fenomen nedori. [5 ].
Uzura reprezintă efectele uzării: urmele de deteriorare de pe suprafețe și produsele desprinse de pe
suprafețe [2].
Uzura (pierderea de material) se poate exprima prin cântărire (uzura gravimetrică), masurarea
grosimii stratului pierdut (uzură liniara) sau ca volum de materia l pierdut (uzură volumetrica) [5 ].

7
Volumul de uzură crește cu timpul (uzura este cumulativă), este invers proportional cu
duritatea materialului testat, depinde direct de regimul de ungere, de temper atura de functionare și
de încarcare [2].
În figura 1.1 se prezintă evoluția uzurii gravimetrica exprimata volumetric (∆V) și a intensității
de defectare (λ) [2].

Fig. 3 Evolutia uzurii gravimetrica exprimata volumetric (∆V) si a intensitatii de defect are (λ) [5 ]
Șurubul cât și piulița, precum și piesele de prindere/blocare sunt fabricate din materiale de
tipul oțelului inoxidabil sunt predispuse la așa -numita „tocire" /uzură prin frecare/fricțiune sau
blocare.
Motivul pentru care oțelurile inoxidabile sunt rezistente la coroziune este că suprafața lor este
acoperită cu un strat foarte subțire (2 -5 nm)de oxid de crom . Datorită diferențelor de potențial în
activitatea electrochimică, oțelul inoxidabil prelucrat este, de obicei, pasivizat. C

3.3. Comport area tribologică a aliajelor metalice

Comportarea la uzare a aliajelor metalice este influențată de compoziția chimică și de structura
acestora [6 ].
Oțelurile sunt uzual folosite la organele de mașini și mecanisme mult solicitate. Alături de
aspectul rez istenței la rupere, a deformărilor elastice sau plastice, interesează în egală măsură
comportarea tribologica a suprafețelor respective. Compoziția chimică a oțelurilor trebuie avută în
vedere, în primul rând, atunci când se impun tratamente termice sau te rmochimice; aceste tratamente
modifică structura straturilor de suprafață, precum și în adâncime. Uneori, pentru a se face față atât
condițiilor de rezistență cât și celor de uzare, alegerea oțelului și a tratamentul ui trebuie judicios făcută
[6]

8

Fig. 4 Clasificarea materialelor

3.4. Elemente de tribologie. Frecare – uzare – ungere

Frecarea este un proces complex de natură moleculară, mecanică și energetică, care apare
între suprafețele corpurilor cu mișcarea relativă sau cu tendința de mișcare relat ivă [5 ].
3.4.1 Frecarea uscată

Frecarea uscată apare în cazul în care contactul dintre piese este direct, nemijlocit, fără film de
lubrifiant, fără oxizi, p raf sau apă [5 ].
Două corpuri în contact și care se deplasează reciproc formează o cuplă de frecare.
După tipul lor, cuplele de frecar e se clasifică în patru clase [5 ]:
– Clasa I, constituită din cuple de frecare cu contact punctiform (rulmenți cu bile)
– Clasa II, formată din cuple de frecare cu contact liniar (rulmenți cu role, angrenaje,
mecanism e came -rachet)
– Clasa III, compusă din cuple de frecare cu contact pe suprafață (lagare de alunecare
cilindrice, ghidaje cilindrice, articulatii sferice)
– Clasa IV, compusă din cuple de frecare cu contact pe suprafațe plane (pene de
alunecare sau de strâng ere)

9
Cuplele de frecare superioare sunt din clasa I și II, în timp ce cuplele de clasa III si IV formează categoria
culelor de frecare inferioare [5 ]:
Suprafața de frecare este zona prin care se face transmiterea fluxului de forță. Aceasta nu este
netedă (suprafața reală), adică prezința abateri de la forma ideală (abateri geometrice, ondulații,
asperități). La contactul a două solide, pe suprafața de contact, asperitățile se deformează elastic,
plastic sau se rup prin încovoiere sau pri n forfecare; uneori se topesc [5 ].

Fig. 4 . Fluxul de forță se transmite prin intermediul suprafeței de frecare [5]

Fluxul de forță se transmite prin intermediul suprafeței de frecare. Un model cu patru straturi este
prezentat în figura 1.7. Se observă stratul de lubrifiant care aderă la stratul superficial și care are o
structură puterni c deformată, aproape distrusă [5 ].
Contactul uscat static al cuplelor de frecare se face dupa diferite fo rme de suprafete (figura 1.8) [5 ].

Fig. 5 Contactul uscat static al cuple lor de frecare [5]
3.4.2 Frecarea semifluidă sau mixtă

Frecarea semifluidă (mixtă) este un fenomen complex ce apare la limita frecării fluide, atunci
când stratul gros de fluid se rupe și se reface succesiv. În pungile dintre piese există ungere fluidă și pe
vârfurile în contact, ungere la limită (figura 1.10.). Regimul este caracteristic pornirii și opririi mașinii
sau în cazul cuplelor cu mișcare alternant -simetri că [5 ].

10

Fig. 6 . Ungerea la limita [6]
Când încarcările cresc se ajunge la regimul de fr ecare strict „la limită”.
Trecerea de la starea de ungere fluidă sau mixtă la starea de ungere la limită se poate
materializa printr -o diagramă (figura 1.11) în care coeficientul de frecare crește simultan cu creșterea
temperaturii, lubrifiantul fiind tre ptat expulzat, din stratul gros ramânând doar stratul onctuos [5 ].

Fig. 7 Diagrama de trece de la ungere fluidă la ungere la limită [2]

Pentru determinarea condițiilor pentru frecarea mixtă și la limită se foloși o curbă ridicată
inițial de Stribeck pe ntru lagare plane de alunecare (figura 1.12) – în care µ este coeficientul de frecare,
h este grosimea filmului, η este vâscozitatea absolută a lubrifiantului, v este viteza relativă și N este
încărcarea normală [5 ].

11
Fig. 8 . Determinarea condițiilor pen tru frecarea mixtă și la limită [2]
3.4.3. Frecarea (ungerea) fluidă

Frecarea fluidă apare atunci când grosimea filmului este suficient de mare pentru a nu se
produce contacte între vârfurile asperităților. Lubrifiantul aderă la metal si fenomenul de frecare la
limită sau mixt apare doar la porniri si opriri. În regim fluid, frecarea este generată de tensiunile interne
din fluid, date de vâscozitatea acestuia. Uzura este practic nulă, când presiunea din film (asigurată pe
cale internă sau externă) asig ură preluarea portanței. Chiar dacă mai există unele atingeri ale vârfurilor
asperitaților, frec area este preponderent fluidă [5 ].
Dacă Ra < 0,2 µm, la reducerea vitezei sau a vâscozității, filmul se întrerupe și regimul devine limita
(onctuos) [2].
Dacă f ilmul are grosimi de 10 … 100 µm, frec area fluidă este cu film gros [5 ].
Dacă filmul are grosimi de 1 … 10 µm, frecare a fluidă este cu film subțire [5 ].
3.5 Oțeluri speciale rezistente la uzare

Deși în aplicații încumbând uzare prin frecare – în condi ții mai ușoare – de alunecare metal –
materiale minerale (armături, blindaje ușor înlocuibile) și prin impact sunt utilizabile oțelurile carbon
cu C < 0,4%, în condiții de frecare -uzare mai severe (bile ale morilor de măcinat substanțe minerale
etc.), comp ortare corespunzătoare au cele cu C = (0,8 . . . 1) % (oțeluri carbon de scule) [7] .
Rezistența la uzare a oțelurilor poate fi substanțial îm bunătățită prin tratamente termice
(călire, îndeosebi superficială) sau termochimice (cementare, nitrurare, cianur are/ (carbonitrurare/,
sulfocianurare, borurare), precum și prin meta lizare (cromare, siliciere) [7] .
Călirea se aplică atât oțelurilor carbon de îmbunătățire, cât și celor slab aliate cu Mn( -Si), Cr( –
Mo ; V), utilizabile pentru piese supuse unei uzări mai intense și necesitând concomitent miez rezistent
(lame de buldozere și screpere etc. ) [7 ].
Călirea superficială la 50 -64 HRC, mai ales a oțelurilor destinate pentru aceasta, se aplică în
cazul a numeroase piese care trebuie să aibă rezistență la uzare, ca : bolțuri și roți de lanț, arbori cotiți,
axe cu came, roți dințate, bucși, căi (șine) de alunecar e, etc [7 ].
Cementarea este indicată pentru piese subțiri (bolțuri, elemente de conducere, poansoane,
axe și arbori, roți dințate ș.a.) din, de ex.: OLC 10…OLC 20, cărora dacă li se cere doar rezistență la
uzare, ulterior li se apli că călire directă sau simplă [7 ].
La piesele supuse frecării de alunecare (uzării abrazive), grosimea stratului foarte dur trebuie să fie de
cel puțin 2 -3 ori uzura maxim ă admisă (dar nu sub 0,5 mm) [7 ].
Cianurarea (nitrurarea) conduce la un strat superficial foarte rezistent l a frecarea -uzarea de
alunecare (și stabil la revenire până la 500°C), dar mai puțin rezistent la uzarea de impact.
Nitrurarea se aplică frecvent căilor de alunecare (glisiere), elementelor de conducere,
excentricelor, tijelor de piston și bielelor, bolțuri lor, arborilor, duzelor, ventilelor, axelor (fusuri, pivoți),
clapetelor, sertarelo r de distribuție pentru abur [7 ].

12
Carbonitrurarea este foarte eficace (se obține HRC = 50 . . 65) în cazul oțelurilor aliate (pentru
cămăși de cilindri, discuri de ambreiaj la autovehicule) [14].
Cromarea își găsește aplicare pentru piese de mașini textile, automate de împachetare –
ambalare, mașini de sudat, precum și elemente de conducere, role, bolțuri, ști fturi, lanțuri
transportoare [7 ].
Bună comportare la uzare posedă mai ales oțelurile aliate cu Mn care le conferă duritate, călibilitate,
implicit ,rezistență la uzare [7 ].

3.6 . Cercetare experimentala

În cadrul cercetărilor experimentale, s -au folosit 2 marci de oțel aliat a căror compoziție chimică este
prezentată în t abelul 1.1

Tabelul 2 Compoziția chimică a oțelurilor utilizate în cercetate

unde: S – standard; C – cercetări experimentale

Din materiale prezentate s -au prelevat 2 epruvete cilindrice cu diametrul de Ø 10 mm și înalțimea de
3 mm.
Determinarea valorilor microdurității s -a realizat pe aparatul Microdurimetru FM 700 (fig. 1.13.).

13

Fig. 9 . Microdurimetru FM 700
Sarcina de încărcare a aparatului a fost de 100 gf cu menținere de 10 secunde.
Rezultatele obținute în urma măsurătorilor sunt prezentate în tabelul 1.2. si figura 1.14 iar valorile
maxime si mine cunt comparate in figura 1.5

Marca oțel Nr. Incercare Valoare [HV 100] Valoare [HRC] Medie [HV] Medie [HRC]
EN 1.4136 1 330.7 33.4
313.12 33 2 329 33.2
3 275.8 26.5
4 301.8 29.9
5 313.8 31.4
6 290.9 28.6
7 330.1 33.2
EN 1.0552 1 334.9 33.8
293.76 28.5 2 264.5 24.7
3 239.3 20.2
4 249.2 22.2
5 357 36.3

14
6 287 28.1
7 334.1 33.7
Tabelul 3. Rezultatele obținute în urma măsurătorilor microdurității

Fig. 10 Rezultatele obținute în urma măsurătorilor microdurității

Fig.11 . Comparatia valorilor maxime si minime

Probele au fost prelucrate atât manula cât si pe masina.
După prelucrare probele au fost atacate pe rând cu apă regală care este un amestec format din 3 părți
acid clorhidric ( HCl) și 1 parte acid azotic ( HNO3 ).

15
3.7 Concluzii cercetare eperimentala

Structura oțelului inoxidabil marca EN 1.4636 poate fi alcătuită din austenită + 5% ferita φ +
carburi simple și complxe de Cr, Mo: (Cr, Fe) 23C6 , (Fe, Cr 4)C, (FeMo) 3C, Mo 2C. Duritatea medie a
acestui oțel a fost de 31.32 HRC ~ 313.12 HV 100 . Acestă structură apare datorită următorilor factori
combinați
– concentrații ale cromului de peste 20% (în cazul nostru oțelul EN 1.4136 26% Cr );
– existența în compoziția chimică a unor elemente de aliere ca Ni, Mo și Cu .
Structura oțelului slab aliat cu Mo și Cr, marca EN 1.0552 , poate fi alcătuită din: ferita +
compuși intermetalici (de tip ε, Fe 3Mo 2) + carburi simple de Mo și Cr, precipitat e în ferita: MoC,
Mo 2C, (Fe, Cr 4)C.
Duritatea medie a fost de 28.5 HRC= ~293.76 HV 100 acestă duritate datorându -se alierii cu
0,3% Mo și 0,25% Cr și precipitării acestor elemente sub forma de carburi în ferita, durificând -o.
4. Proiect area procesului de producție pentru produsul Piulita
4.1 Studiul pietei
Am identificat pe piata 3 tipuri de piulite
– Piuliță cilindrică fi13 m10x30 mm [8]
– Piuliță din 6934 m10x30 mm [8]
– Piuliță flansa bloc. m6 mm [8]
Tip piulita [8] Dimensiune Pret [8] Caracteristici [8]
Piuliță cilindrică Diam. exterior: 13
mm, Diam. interior:
M10, Lungime: 30
mm, 1.05 lei/buc Acoperire: zincat alb,
Împachetare: 2 bucăți.
Piuliță din 6934 Diam.: M10,
Lungime: 30 mm,
5.02 lei/buc Acoperire: zincat alb,
Împachetare: 2 bucăți.

Piuliță flansa bloc Diam.: M6,
1.00 lei.buc Acoperire: zincat alb,
Împachetare: 10 bucăți.

TABELUL. 6 Caracteristici piulite

16

Fig,12 Tipuri de piulite intalnite pe piata [8]

In tabelul 5 intalnim toate dimenisunile piulitei hexagonale.

Tab.5 Dimensiuni piulita hexagonala

Informații despre piață (competitori, rata de creștere a pieții )
 BOLLHOFF
– o companie familială – un grup internațional specializat în tehnologii de asamblare
– un partener strategic pentru comanii inovatoare.[9]
– Produse si s ervicii
RIVKLE piulițe și bolțuri nituibile – aplicate fiabil pe componente cu pereți subțiri
Rezistență ridicată. RIVKLE® realizează filete interioare și exterioare portante pe
pereți subțiri – acolo unde nu se pot realiza filete prelucrate prin așchiere . O gamă
largă de modele și de dimensiuni furnizează soluția perfectă pentru fiecare
aplicație.[9]
Piulițele și bolțurile nituibile RIVKLE® sunt extrem de versatile. Acestea sunt
utilizate, de exemplu, în industria automobilistică, în ingineria materialelo r plastice,
în tehnologia medicală și în electronică
Piulițele și bolțurile nituibile RIVKLE® sunt montate cu contra -presiune (așa –
numita montare oarbă) și, drept urmare, pot fi fixate și pe corpuri cu secțiuni
goale. .[9]

O soluție perfectă de fixare pen tru piesele realizate din materiale compozite și
având un design caracterizat de o greutate redusă.[9]
Avantaje produse.[9]
 Filet portant pe componente cu pereți subțiri
 Asamblare atunci când accesul este asigurat doar dintr -o
singură parte (asamblare oarb ă)
 Utilizare flexibilă în fiecare fază de producție
 Piesa nu este supusă la stres termic

17

Fig 13 RIVKLE® piulițe și bolțuri nituibile

Descriere detaliata
Nituire în loc de sudare
Piulițele și bolțurile nituibile RIVKLE® oferă soluții versatile pentru fixarea unor filete
rezilstente mecanic, de tip piuliță/ bolț pe componente cu pereți subțiri. Acestea sunt foarte
ușor de aplicat pe toate materialele metalice, plastice și chiar și în componentele ceramice.
Procesul este deosebit de sigur dat fiind faptu l că nu se emană nici aburi și nici gaze
periculoase și nici nu există riscul de a suferi arsuri. [9]

Fig 14 RIVKLE® piulițe și bolțuri nituibile

Fixarea utilizând exemplul cu metoda deplasării axului
(1) Înfiletați pe dispozitiv
(2) Inserați

18
(3) Deformați
(4) Extrageți dispozitivul prin rotire

Variante de produs

Fig 12 RIVKLE® oțel inoxidabil [9]
 HALDER

Piuliță pentru canal T • DIN 508

 Oțel tratat termic, calitatea 8, blanc
 Oțel tratat termic, cu revenire, calitatea 10, brunat
 Oțel inoxidabil 1.4301
Asamblare
Incărcarea integrală piulițelor pentru canale T presupune, ca înfiletarea se face pe intreaga
lungime a filetului piuliței canal T

Fig 3 Asamblare

19
4.2 Proces de producție
Date initiale generale
●Produs : Piulita
●Programa de producție: 2000 piese
● Unitatea de producție: S.C. AILM S.A .
● Obiectiv principal: introducerea unei noi tehnologii.
●Fond real de timp: 255·1·8 = 2040 ore/an.
●Cerința economică: cost minim de fabricatie
Date constructiv -functionale
Schița reperului „ Piulita ” se prezintă în Fig 16

Fig 1 6 Schița produsului

Caracteristici co nstructive prescrise produsului
a. Analiza caracteristicilor prescrise ansamblului și produsului
Se stabilesc caracteristicile suprațetelor precizate mai sus, având în vedere că reperul se
prelucrează în clasa de toleranță „f”. Formele nominale ale suprafețelor reperului sunt de tip
cilindric, plan, tronconic și complex, acestea fiind obținute prin operații de prelucrare prin
așchiere.

20
Pentru defini rea rugozității generale, a preciziei dimensionale și geometrice a acestor
cote se folosește standardul ISO 2768 -fK
b. Caracteristici ale suprafețelor
Schița produsului care include suprafețele definitorii Sk, k = 9 este prezentată în Fig. 17,

Fig. 17 . Schița produsului

Caracteristicile principale ale suprafețelor S k se prezintă în Tabelul 6 .

sk Forma
nominala Dimensiuni si
abateri[mm] Rugozitate
Ra Pozitie
relativa Alte conditii
S1 filetata M30x17 3.2 Toleranțe
generale ISO
2768 – fH S2 tronconica 5×30˚ 12.5
S3 plana 21 +0,1×26+ 0,1 12.5
S4 tronconica 5×30˚ 12.5
S5 plana 26 12.5

21
S6 cilindrica ᴓ10×5 12.5
S7 tronconica 2×45˚ 12.5
S8 plana 34+0,1×4+0,1 3.2
S9 plana 26+0,1 12.5
Tab. 6, Caracteristicile suprafețelor prescrise

Abaterile limita pentru dimensiunile liniare conform ISO 2768 -Fk sunt prezentate in tabel ul 7.

Clasa de toleranță Abaterile limită pentru dimensiunile nominale [mm]
Simbol Descriere 0,5÷3 3÷6 6÷30 30÷120
f fină ±0,05 ±0,05 ±0,1 ±0,15
Tabelul 7. Abaterile limita
b. Caracteristici de material
Materialul prescris este „S275J2” in conformitate cu standardul EN 10025 -2:2004 .
Elementele chimice ale acestui ote l sunt prezentate in tabelul 8

C [%] Cu[%] Mn [%] P[%] S[%]
Max 0,18 Max 0,55 Max 1,5 Max 0,35 Max 0,35
Tab 8. Elemente chimice
Masa produsului

Masa produsului s -a determinat print -un calcul cu ajutorul software -ului Inventor, fiind
introdusă densitatea corespunzătoare a materialului utilizat (valoare preluată din standard,
7,9g/cm3).

Astfel, masa produsului, m, este:

m = 0,122k g.

22

d. Clasa de piese
Având în vedere caracteristicile geometrice, forma de gabarit, se apreciază că produsul
face parte din clasa arbore.
Tehnologicitate
Tehnologicitatea este însușirea piesei prin care aceasta se poate executa cu consumuri
de material și de muncă minime și cu costuri scăzute .
a. Gradul de unificare a elementelor constructive, λ e, este calculat cu relația 1 .2.1:
1;0 ,e
td
eee
(1.2.1)
unde: e d este numărul dimensiunilor diferite, iar e t – numărul total al elementelor.
Se analizează o serie de caracteristici geometrice, după cum urmează.

• Găuri cilindrice: Φ3,
111
1
td
eee .
• Gauri filetate M30X26
111
2
td
eee .
tesituri exterioare(2 tesituri) 5×30˚ 𝜆𝑒𝑡 =2
5=0,4

23
tesituri interioare(2 tesituri) 2×45˚ 𝜆𝑒𝑡=2
2=1
Astfel, gradul mediu de unificare constructivă
e este
  85,014,01141 1
1 
q
ie eiq
.
c. Condiții de tehnologicitate impuse de unificarea constructivă

Din punct de vedere al condiției principale impuse de unificarea constructivă, respectiv număr
minim posibil al dimensiunilor elementelor constructive ( v. λ e), se apreciază că aceasta este
acceptabilă.

d. Condiții de tehnologicitate impuse de procedeele tehnologice

În Tab. 1.2.6 se prezintă condițiile de tehnologicitatate impuse de către procedeele de
matrițare prin care se va realiza produsul “Piulita” .

Nr
crt. Conditie Gradul de satisfacere

1. Forma de gabarit sa prezinte axe sau
plane de simetrie care, dupa caz, sa fie
utile pentru definirea planului de separatie
a semimatritelor.
Da.

2. Elementele constructive de tip înclinare,
racordare, grosime de perete, de
dimensiune l, să îndeplinească condiția l ≥
lmin sau/și l ≤ lmax, în care lmin și lmax
sunt valori limită impuse de procedeul
tehnologic

Da

3. Trecerile dintre suprafețe să fie astfel
încât să evite deteriorarea acestora în
timpul manevrării semifabricatului Da

4. Suprafetele de intindere mare sa fie
intrerupte prin denivelari sau canale. Da

5. Forma sau poziția suprafetelor sa fie
astfel incat sa se prezinte „inclinari” in
raport cu planul (planurile) de separatie a
semimatritelor pentru a permite
Da.

24
indepartarea usoara a semifabricatului din
semimatrite.

6. Suprafețele frontale ale găurilo r să fie
plane și perpendiculare pe axele găurilor. Da,

7.

Forma și poziția suprafețelor să fie astfel
încât să permită prinderi simple și sigure
în cadrul operațiilor
Da,
Tab. 9 Condiții de tehnologicitate

Se constată că sunt îndeplinite condițiile de tehnologicitate impuse pieselor de către
procedeele de prelucrare și există concordanță între carateristicile prescrise și caracteristicile
necesare funcțional tehnologic, ceea ce înseamnă că produsul “Piulita” AP_OLAN _R2. ‚ este
tehnologic și poate fi realizat economic .
4.3. Semifabricare și prelucrări
Semifabricare

Pentru etap a de semifabricare trebuie luate in considerare urmatoarele aspecte:
– materialul prescris SR EN 10025 -2:2004 , forma și dimensiunile prescrise in desenul de
executie al piesei, programa de producție precizata in datele initiale, respectiv 2000
buc/an;
– caracteristicile semifabricatelor, dar si ale metodelor și procedeelor de semifabricare.

Având în vedere factorii mai sus mentionati, sunt prezenta te în tabelul 10două
variante tehnic -acceptabile de semifabricare.

Var. Semifabricat Metoda de
semifabricare Procedeul de
semifabricare
I Semifabricat cu adaosuri de prelucrare relativ
„mici” ↔ SF1: fig 1.3.2 Deformare
plastică la cald Matrițare clasa
I de precizie
II Semifabricat cu adaosuri de prelucrare relativ
„mari” ↔ SF1: fig 1.3.3 Laminare Otel hexagonal laminat
la cald
Tabelul 10. Variante de semifabricat

25

Pentru „Varianta 1” de obținere a semifabricatului se aplica metoda de deformare
plastică la cald, procedeul folosit fiind matritarea pe masini de forjat verticale în clasa I de
precizie. Pentru a determina adaosul de prelucrare și complexitatea de forma a piesei
matritate se calculeaza u n coeficient S, dat de relatia 1.3.1 :
𝑆=𝑚𝑝
𝑚𝑛 (1.31).
unde:
 𝑚𝑝-masa piesei matritate;
 𝑚𝑛-masa corpului geometric format cu dimensiunile maxime ale piesei(hexagonală).
Masa piesei „ PIULITA ” a fost calculata la punctul (1.2.3) aceasta fiind 0,122 [kg].
Este prezentata masa acestui corp care a fost calculata cu ajutorul software -ului
Inventor, aceasta fiind de 0,202[kg] .

Fig15. Masa corpului geometric

Astfel, valoarea coeficientului S este urmatoarea: 𝑆 = 𝑚𝑝
𝑚𝑛
S=0,603
Pentru S= 0,32 -0,63 factorul de complexitate de care trebuie sa tinem cont este 𝑆2.
Luând în cosiderare concentrația de carbon caracteristică mate rialului (C≤0,10%),
masa piesei (1,79 g), clasa de precizie de prelucrare prin aschiere (f), precum si
coeficientul de complexitate S2 se extrage [Tabelul 3.32] adaosul de prelucrare pentru
piese matrițate în clasa I de precizie, valoarea acestuia fiind 𝑎𝑝 = 1,7.
Dupa calculul adaosului de prelucrare trebuie precizat si adaosul de înclinar e pentru

26
matrițare. Știind că matrițarea este executată pe mașini de forjat ve rticale fără aruncător,
adaosul de încli nare este prezentat in tabelul 11 :

Tipul utilajului de matrițare Înclinații de matrițare maxime
Suprafețe interioare Suprafețe exterioare
Masini verticale fără aruncător 7° 10°
Tab. 11 Adaos de inclinare la matritare
Nu în ultimul rând, trebuie precizate și valorile de racordare la matrițare. Pentru calculul
acestor raze de racordare, atâtt exterioare (R), cât și interioare (r) trebuie calculată valoarea
raportului ℎ𝑖
𝑏𝑖, unde:
 ℎ𝑖 – inaltimea suprafetei verticale racordate
 𝑏𝑖 – suprafata orizontala
Pentru piesa „Piulita” valoarea lui ℎ𝑖 este [mm], iar valorea lui 𝑏𝑖 este [mm].
Astfel, ℎ𝑖
𝑏𝑖=26
42=0,61
Valorile de rac ordare la sunt prezentate in tabelul 12.
Înălțimea considerată
hi [mm] Raze de racordare maxime [mm]
ℎ𝑖
𝑏𝑖<2
Peste Până la R R
5 20 1,5 6
Tabelul 12. Raze de racordare la matrițare
În continuare este prezentat semifabricatul matrițat urmatoarea schiță

27

Fig. 16 . Schița semifabricatului SF1
Pentru „Varianta 2” de obținere a semifabricatului se aplică metoda debitarii din produse
laminate, luând în considerare ca piesa „Piulia ” este prelucrată dintr -un semifabricat laminat
la cald.
În funcție de deschiderea cheii (S= 36 mm piesei „ Piulita ” se alege dimensiunea si abaterile
corespunzatoare unei bare hexagonale[tab 3.45/pag101].
Astfel, dimensiunile pentru bara hexagonală sunt prezentate in tabelul 13

Deschiderea cheii S, mm Abateri limită, mm
36 ±0,7
Tabelul 13. Dimensiuni bară hexagonală
Dispunerea piesei pe bara hexagonale se realizează tinând cont de valorea adaosului de
prelucrarea (Ap), precum si de valorea deschiderea cheii (S).
Valorile acesto ra sunt prezentate in tabelul 14

Grosimea
semifabricatului
(diametrul,latura), mm Lățimea tăieturii B, în mm, la tăierea:
Cu cuțit pe strung Adaosul Ap pentru prelucrarea
capătului, mm
Peste 30 -50 4 2
Tabelul 14 Valoarea adaosului de prelucrare
Știind valorile pentru lungimea de material consumată pentru debitarea a n piese 𝐿𝑛 ,
respectiv 1000[mm], 1500[mm], 2000[mm] se doreste folosirea acelei lungi mi care sa duca la
o cantitatea de deseu cât mai mica. Pentru acest calcul se foloseste urmatoar ea formula:
𝐿𝑛 = 𝑛(𝑙0 + 2 ∗ 𝐴𝑝 + 𝐵) + 𝑙𝑝

28
unde:
– 𝐿𝑛– lungimea de material consumata pentru debitarea a n piese;
– 𝑛 – numar piese;
– 𝑙0 – lungimea piesei finite;
– 𝐴𝑝 – adaos de prelucrare;
– 𝐵 – latimea de taiere;
– 𝑙𝑝 – lungimea restului de material, 𝑙𝑝 = 20 ÷ 90 𝑚𝑚 (pentru prinderea in bucsa Alegem
𝑙𝑝 = 40𝑚𝑚.
Pentru 𝐿𝑛 = 1000𝑚𝑚 => 𝑛 =28,23 => 62 piese obtinute
Pentru 𝐿𝑛 = 1500𝑚𝑚 => 𝑛 =57,64 => 94 piese obtinute
Pentru 𝐿𝑛 = 2000𝑚𝑚 => 𝑛 = 42,64 => 127 piese obtinute
Dupa efectuarea calculului se poate concluziona ca varianta in care lungimea de material
consumata are valoarea 2000 mm cantitatea de deseu este inexistentă, prin urmare aceasta
este lungimea optima a barei late laminate la cal d.

Fig. 17 . Schița semifabricatului SF2

Prelucrări

Sunt cunoscute urmatoarele :
• caracteristicile geometrice prescrise suprafetelor, materialul prescris si anume EN 10025 –
2:2004 programa de productie 2000 buc/an,
• caracteristicile suprafetelor,
• caracteristicile diferitelor procedee de prelucrare.

29

Sk Variante Prelucrări
S1, I, II Filetare – TT –
S2 I, II Strunjire –
degroșare – TT –
S3 x6 I,II Frezare TT
S4 I,II Strunjire –
degroșare – TT –
S5 I,II Strunjire –
degroșare – TT –
S6 I,II Largire – TT –
S7 I,II Strunjire –
degrosare – TT –
S8 I,II Strunjire
degrosare Strunjire finisare
3,2 TT
S9 I,II Strunjire
degrosare TT
Tab 15 Prelucrarile necesare suprafetelor

30
5. Managementul Proiectului

Managementul proiectelor a aparut ca exprimare a necesitatii rapidei dezvoltari industriale si
acumularii de progrese substantiale in experienta activitatii de conducere a proiectelor. Este o
metoda prin care se realize aza produse noi intr -o concurenta tot mai puternica. Prin managementul
proiectului am asigurat urmatoarele etape:
a) Definirea obiectivului proiectului
b) Identificarea si planificarea activitatilor necesare realizarii proiectului
c) Alocarea resurselor
d) Implementarea proiectului

5.1. Structura de dezagregare a proiectului

Proiectul este un ansamblu de actiuni destinate realizarii unui obiectiv unic si masurabil. Prin
dezagregarea proiectului am impartit produsul in subsisteme. Aceste subsisteme pot fi dezagregate
ulterior pana la stadiul de piesa, rezultand ceea ce poarta conventional numele de “Structura de
dezagregare a produsului”.
Structura de dezagregare in subsisteme (Etape) a proiectului nostru este prezenta in Figura 18.

PII;ITA

Planificarea
proiectului Marketing
Strategic Managementul Proiectului Stabilirea Specificatiilor

Executia
proiectului Proiectarea
Conceptuala Proiectarea Detaliata Fabricarea –

Finalizarea
proiectului Omologarea,
Utilizarea,
Comercializare
a si Reciclarea
Produsului Analiza Economica Elaborarea Cartii
Produsului

5.2 Managementul operativ al proiectului
Indiferent de rezultatul lor, activitatile de productie sunt denumite operatii, iar
managementul acestora – Management operativ.
Managementul operativ reprezinta un proces de stabilire si de realizare a obiectivelor in domeniul
fabricarii produselor, pregatirii productiei, controlului tehnic de calitate, a activitatilor auxiliare si de
deservire, utilizand eficient resurse le umane, materiale, tehnologice, informationale si financiare ale
intreprinderii.

31
Etapa Planificarea Proiectului Executia Proiectului Finalizarea
Proiectului
Principalele
Operatii Identificarea oportunitatilor
de piata

Elaborarea scopului
proiectului

Selecetarea potentialilor
clienti

Analiza produselor
concurente

Dezagregarea proiectului
Analiza financiara
estimativa

Stabilirea valorilor obiectiv
pentru caracteristicile de
calitate

Stabilirea functiilor
produsului
Identificarea solutiilor
constructive

Realizarea conceptelor

Definirea geometrica a
produsului

Stabilirea materialelor
si/sau tratamentelor

Elaborare desene de
ansamblu si executie

Fabricarea produsului
Proiectarea
tehnologiei de
utilizare a produsului

Analiza economica –
costul cercetarii si
dezvoltarii, pretul de
vanzare si profitul

32
Bibliografie

[1 ] https://ro.wikipedia.org/wiki/%C8%98urub
[2] http://www.eurosteel -ro.com/iso/capvii -viii.pdf
[3] https://www.piulita.ro/
[4] Carte – Tribologie: Cap. 4. ELEMENTE DE TRIBOLOGIE. FRECARE – UZARE –UNGER E
[5] . Gheorghiu -ICPM – Calimetria p9 ( http://www.sim.tuiasi.ro/wp -content/uploads/Gheorghiu –
ICPM.pdf
[6] http://www.sim.tuiasi.ro/wp -content/uploads/Gh.Badarau -Proprietatile -materialelor –
metalice.pdf
[7] Curs uzare – 6 Aliaje special rezistente la uzare
[8] https://www.bricodepot.ro/feronerie/suruburi -piulite -cuie/piulita -cilindrica -fi13-m10x30 –
mm.html
[9] https://www.boellhoff.com/ro -ro/produse -si-servicii/elemente -speciale -de-fixare/piulite –
nituibile -rivkle.php
[10]. BOBANCU, Ș., COZMA, R.: Tribologie. Frecare -Ungere -Uzare, U niversitatea din Brașov, 1995.
[11] http://www.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri%20de%20doctorat/Rezumate/CazacuMihaita.pdf