Analiza Procesului Tehnologic de Executie al Reperului Balador

Cuprins

Introducere

Partea I-Studiul bibliografic

1. Tipuri de productie.Caracteristici si metode de organizare a fabricatiei

2. Metode si etape de proiectare a unui proces tehnologic

2.1Analiza functional – constructiva a piesei

2.2 Elemente privind stabilirea semifabricatului optim

2.3 Stabilirea succesiunii optime a operatiilor

2.4 Stabilirea elementelor sistemelor tehnologice

2.5 Elaborarea documentatiei tehnologice

3.Tehnologii tip pentru piese din clasa roti dintate

3.1 Materiale, semifabricate si conditii tehnice specifice

Partea I-Studiul bibliografic

1. Tipuri de productie.Caracteristici si metode de organizare a fabricatiei

1. Metode de organizare a productiei de baza

Functiunea de organizare a managementului oricarei întreprinderi de productie industriala, ocupa un loc central în atentia organismelor de conducere ale acesteia, datorita faptului ca exista o mare diversitate de conditii specifice în care acestea îsi desfasoara activitatea.

Din acest motiv, în rezolvarea concreta a organizarii procesului de productie, va trebui sa se tina seama de influenta acestor particularitati asupra metodelor si tehnicilor de organizare a activitatii întreprinderii.

O influenta puternica asupra metodelor de organizare a activitatii de productie o are tipul de productie existent în cadrul întreprinderii. Din acest punct de vedere, metodele de organizare a procesului de productie pot fi:

Metode de organizare a productiei în flux, pentru tipul de productie de masa;

Metode de organizare a productiei pe comenzi, pentru tipul de productie de serie;

Metode de organizare a productie pe unicate, pentru tipul de productie individuala.

Între aceste metode, în practica, nu exista o delimitare stricta; astfel, o întreprindere în care predomina tipul de seri mare, poate folosi cu succes metoda de organizare a productiei în flux cu rezultatele ei cele mai eficiente. Exista tendinta ca de avantajele deosebite ale organizarii productiei în flux sa beneficieze si întreprinderi care fabrica un sortiment larg de produse, în serii mici sau chiar unicate.

2. Metode de organizare a productiei :

1.2.1 Tipul de productie ; notiune, tipologie, importanta

Organizarea productiei în sectiile de baza este influentata intr-o masura foarte mare de tipul de productie existent la un moment dat în cadrul întreprinderii.

Tipul de productie este o stare organizationala determinata de nomenclatorul de produse ce urmeaza a fi prelucrat,volumul productiei fabricate, gradul de specializare al

întreprinderii si modul de deplasare a produselor de la un loc de munca la altul.

În întreprinderile de productie în functie de ansamblul acestor factori exista trei tipuri de productie si anume:

-tipul de productie în masa;

-tipul de productie în serie;

-tipul de productie individual.

Tipul de productie în serie este si el de mai multe feluri, în functie de marimea lotului de fabricatie, si anume:

-tipul de productie de serie mare;

-tipul de productie de serie mijlocie;

-tipul de productie de serie mica.

Existenta în cadrul întreprinderii a unui tip de productie sau altul determina în mod esential asupra metodelor de organizare a productiei si a muncii, a managementului, a activitatii de pregatire a fabricatiei noilor produse si a metodelor de evidenta si control a productiei. Astfel, pentru tipul de productie de serie mare si de masa, metoda de organizare a productiei este sub forma liniilor de productie în flux, iar pentru tipul de productie de serie mica si individuala organizarea productiei se face sub forma grupelor omogene de masini.

Pentru tipul de productie de serie mijlocie se folosesc elemente din cele doua metode prezentate anterior.

Practica arata însa, ca în cadrul întreprinderilor de productie industriala nu exista un tip sau altul de productie în formele prezentate, ci în cele mai multe cazuri pot sa coexiste elemente comune din cele trei tipuri de productie. În acest caz , metoda de organizare a productiei va fi adecvata tipului de productie care are cea mai mare pondere în întreprindere, precum si în functie de conditiile concrete existente.

1.3 Tipurile de productie

1.3.1Tipul de productie de masa

În cadrul întreprinderilor de productie tipul de productie de masa ocupa înca o pondere însemnata. Acest tip de productie se caracterizeaza prin urmatoarele:

Fabricarea unei nomenclaturi reduse de produse, în mod neântrerupt si în cantitati mari sau foarte mari;

Specializare înalta atât la nivelul locurilor de munca, cât si la nivelul întreprinderii;

Deplasarea produselor de la un loc de munca la altul se face bucata cu bucata, în mod continuu cu ajutorul unor mijloace de transport specifice, cu deplasare continua de felul benzilor rulante, conveiere sau planuri înclinate;

Din punct de vedere organizatoric, locurile de munca si forta de munca care le utilizeaza au un grad înalt de specializare fiind amplasate în succesiunea operatiilor tehnologice sub forma liniilor de productie în flux;

Tipul de productie de masa creeaza conditii foarte bune pentru folosirea pe scara larga a proceselor de productie automatizate, cu efecte deosebite în cresterea eficientei economice a întreprinderii.

1.3.2. Tipul de productie în serie

Caracteristici:

Acest tip de productie este specific întreprinderilor care fabrica o nomenclatura relativ larga de produse, în mod periodic si în loturi de fabricatie de marime mare, mica sau mijlocie;

Gradul de specializare al întreprinderii sau locurilor de munca este mai redus decât la tipul

De serie mare, fiind mai ridicat sau mai scazut în functie de marimea seriilor de fabricatie;

Deplasarea produselor de la un loc de munca la altul se face cu mijloace de transport cu deplasare discontinua (pentru seriile mici de fabricatie) – carucioare, electrocare, etc. sau cu mijloace cu deplasare continua, pentru seriile mari de fabricatie;

Locurile de munca sunt amplasate dupa diferite criterii în functie de marimea seriilor de fabricatie. Astfel, pentru serii mari de fabricatie locurile de munca sunt amplasate dupa criteriul liniilor tehnologice, iar pentru seriile mici de fabricatie dupa criteriul grupelor omogene de masini.

În cazul tipului de productie de serie, de fapt, se întâlnesc caracteristici comune atât tipului de productie de masa, cât si tipului de productie individual (unicate).

1.3.3 Tipul de productie individual (unicate)

Acest tip de productie capata în prezent o amploare din ce în ce mai mare, datorita diversificarii într-o masura foarte ridicata a cererii consumatorilor.

Caracteristici:

Fabricarea unei nomenclaturi foarte largi de produse, în cantitati reduse, uneori chiar unicate;

Repetarea fabricarii unor produse are loc la intervale de timp nedeterminate, uneori fabricare acestora putând sa nu se mai repete niciodata;

Utilajele din dotare au un caracter universal, iar personalul care le utilizeaza o calificare înalta;

– Deplasarea produselor între locurile de munca se face bucata cu bucata sau în loturi mici de fabricatie, cu ajutorul unor mijloace de transport cu deplasare discontinua;

– Amplasarea locurilor de munca în sectiile de productie se face conform principiului grupelor omogene de masini.

1.3.4. Organizarea productiei de serie mica si individuala

In prezent exista un numar mare de unitati de productie care executa o mare varietate de produse în cantitati mici sau foarte mici, uneori chiar unicate, aceasta si ca efect al diversificarii

din ce in ce mai mare a cererii consumatorilor. Aceasta impune adoptarea unui set de masuri de organizare a procesului de productie, specifice tipului de productie de serie mica sau individuala.

Caracteristicile principale ale organizarii acestor tipuri de productie sunt:

1.Organizarea sectiilor de baza se face dupa principiul tehnologic, ceea ce presupune ca in cadrul sectiilor de baza se executa faze de proces tehnologic, iar amplasarea utilajelor se face dupa metoda grupelor omogene de masini;

2.In cazul unor produse de gabarit foarte mare, organizarea procesului de productie se face dupa principiul pozitiei fixe, conform caruia produsul este asezat pe un amplasament fix, iar prelucrarea acetuia se face prin deplasarea echipelor de muncitori de la un produs la altul si în ordinea impusa de fluxul tehnologic;

3.Specializarea masinilor si utilajelor este foarte redusa (utilaje universale) capabile sa se adapteze usor la schimbarea nomenclatorului de fabricatie printr-un numar forte mic de reglaje;

4.Trecerea de la un loc de munca a produselor se face bucata cu bucata sau in loturi mici de fabricatie, cu ajutorul unor mijloace de transport cu deplasare discontinua de tipul carucioarelor manuale, electrocarelor sau motostivuitoarelor.

5.Pentru fabricarea produselor, in acest caz, se foloseste o tehnologie sumara valabila pentru intrega gama de produse executate, urmand ca detaliile tehnologice ale fiecarui produs sa fie definitivate in cadrul fiecarui loc de munca de catre muncitorul care-l utilizeaza.

Organizarea procesului de productie dupa principiul tehnologic are o serie de avantaje si dezavantaje, din care mai importante sunt urmatoarele:

Din randul avantajelor cel mai important este dat de faptul ca procesul de productie are o flexibilitate foarte mare, putandu-se adapta rapid la schimbarea nomenclatorului de fabricatie.

Dezavantajele mai importante sunt :

volumul de transport intern si manipulare este foarte ridicat;

necesita forta de munca cu un grad ridicat de calificare;

ciclul de productie al produselor este foarte lung;

controlul calitatii productiei este mult mai complex in vederea obtinerii de produse de calitate superioara.

2. Metode si etape de proiectare a unui proces tehnologic

Procesul tehnologic – structură – elementele lui componente

Ca parte integrantă a proceselor de producție, procesele tehnologice pot fi:

– procese tehnologice de prelucrare mecanică;

– procese tehnologice de asamblare.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanică prin așchiere cuprinde acea parte a procesului de producție legată nemijlocit de schimbarea formei geometrice a semifabricatelor, referindu-se la totalitatea procedeelor așchietoare utilizate precum și a activităților prestate de personalul de deservire directă a mașinilor-unelte în vederea obținerii piesei finite. Procesul tehnologic se realizează la diferite locuri de muncă.

Locul de muncă reprezintă acea parte din suprafața de producție echipată cu utilajul corespunzător efectuării lucrării realizate pe el. În cadrul procesului tehnologic, la un loc de muncă asupra unui semifabricat se efectuează mai multe operații.

Operația reprezintă partea din procesul tehnologic care se execută la una sau mai multe așezări ale piesei (legată de instalarea semifabricatului) la un anumit loc de muncă.

La schimbarea locului de muncă și executarea procesului tehnologic de alt lucrător, prelucrarea va conține o altă operație. La rândul ei operația poate fi constituită din mai multe faze.

Faza: este acea parte a operației caracterizată prin prelucrarea uneia sau mai multor suprafețe dintr-o singură așezare și poziție cu una sau mai multe scule și cu același regim de așchiere.

De exemplu prelucrarea a două diametre ale unui arbore în trepte la strung din două așezări, constituie câte o fază (respectiv două faze). Tot fază se consideră și prelucrarea unui alezaj cu ajutorul dispozitivului rotativ. Fazele sunt compuse din mai multe treceri.

Trecerea: se desfășoară în timpul procesului de îndepărtare a unui adaos de prelucrare la aceeași așezare și poziție a semifabricatului, inclusiv cu același regim de

așchiere fiind de regulă caracterizat printr-o singură valoare a adâncimii de așchiere. Fazele și trecerilede așchiere. Fazele și trecerile se compun din mânuiri, care reprezintă de fapt mișcările executate de operatorul uman în timpul prelucrării sau în vederea pregătirii lucrării.

Mișcarea se consideră elementul ultim în care se poate descompune un proces tehnologic.

2.1 Analiza functional-constructiva a piesei

Suprafetele piesei pot fi simple sau comlexe. Conform figurii 1, suprafetele piesei sunt notate cu Sk , k = 1..20.

Astfel,

suprafetele simple sunt: S1 – S12, S15, S20.

suprafetele complexe sunt: S7,S17,S18,S19.

Caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei

Materialul propus pentru execuția reperului "BALADOR" este oțelul de calitate 20Mn Cr5. Acest oțel este destinat execuției pieselor tratate termic cu adâncime de călire garantată conform curbei de călibilitate a mărcii. Caracteristicile    mecanice și compoziția chimică ale acestui oțel sunt reglementate prin STAS 880-88 Conform standardului amintit, pentru otelul 20 Mn Cr5 sunt impuse :

Suprafețe funcționale sau principale

Aceste suprafețe determină și dimensiunile piesei,fiind cotele care trebuie urmărite pe toată durata procesului tehnologic de fabricare. Modificarea acestor cote peste câmpul de toleranță implică piese rebut sau probleme la asamblarea acestor piese.

Suprafețe tehnologice

Aceste suprafețe sunt utilizate ca baze de orientare în procesul de fabricare. Suprafețele ale reperului

Suprafețe libere

Sunt cele care nu determină parametrii de funcționare a piesei și nu sunt utilizate ca baze de orientare a piesei în procesul de fabricație.

Condiții de tehnologicitate

Cu cât un produs satisface mai multe condiții de tehnologicitate cu atât acesta este mai tehnologic. În principiu, se consideră ca un podus este tehnologic dacă:

îndeplinește funcția(funcțiile) pentru care a fost conceput;

poate fi asimilat în fabricație în timp scurt;

poate fi fabricat la o calitate corespunzătoare cu costul scăzut;

Din punct de vedere constructiv piesa BALADOR are o formă simetrică în raport cu axa de simetrie.

Se analizeza caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei. Astfel, fiecare suprafata Sk se analizeaza din punct de vedere al:

caracteristicilor dimensionale;

caracteristicilor de forma (macro-geometrica si micro-geometrica, rugozitate);

caracteristicilor de pozitie reciproca.

Aceasta analiza se prezinta sintetic, în tabelul 1:

Tabelul 1

Caracteristicile materialului piesei

Piesa ’’BALADOR’’ este fabricata din otelul 20Mn Cr5.

Compozitia chimica

2.2 Elemente privind alegerea semifabricatului optim

Matritarea pe orizontală

Piesa avută in vedere este un BALADOR. Fiind o piesă ce prezinta alezaj, procedeele cele mai indicate de obtinere a semifabricatului sunt:

matritarea pe prese;

laminare.

În vederea realizării unui semifabricat prin matrițare sunt necesare următoarele operații:

– debitarea semifabricatelor prin așchiere sau deformare plastică;

– încălzirea semifabricatelor la temperatura optimă de deformare;

– matrițarea propriu-zisă, dintr-o singură operație, sau dintr-o succesiune de operații, în funcție de mărimea și complexitatea piesei;

– operații de finisare (debavurare, îndreptare, calibrare și curățire).

Succesiunea operațiilor de matrițare propriu-zisă depinde și de utilajul pe care se realizează: matrițare pe ciocane, matrițare pe prese (cu fricțiune, mecanice cu excentric, hidraulice) sau pe mașini de forjat orizontale.

Având în vedere o piesă simetrică din punct de vedere constructiv, pe mașina de forjat orizontal se poate realiza un semifabricat în vederea obținerii acesteia.

Semifabricatul încălzit se introduce în locașul matriței fixe, care este montată pe batiul presei; semimatrița mobilă se apropie de semimatrița fixă strângând semifabricatul, după care sub acțiunea berbecului mașinii în care se află poansonul, semifabricatul se deformează și metalul umple cavitatea locașului matriței.

Direcția de acțiune a poansonului este orizontală și materializează alezajul semifabricatului care se obține.

Fig. 3. Semifabricat matritat

Fig.4. Semifabricat laminat

Semifabricat laminat (fig. 4) care are o formă simplă, un proces de obținere ușor, dar și un grad de apropiere de piesa finită redus, precum și o discontinuitate a fibrelor la piesa final.

Principii generale de proiectare și restricții specifice grupului din care face parte piesa

Principii generale de proiectare

Minimizarea numărului de operații și a numărului de schimbări ale sculelor, în scopul micșorării costului de producție și creșterii productivității.

Se realizează prin:

– asocierea unui număr maxim de faze unei operații

– exploatarea la maxim a posibilităților mașinii-unelte

Minimizarea numărului de orientări-fixări ale semifabricatului, în scopul realizării preciziei impuse suprafețelor piesei

Se va urmări:

– asigurarea coincidenței dintre bazele tehnologice și bazele de cotare

– asigurarea unei accesibilități maxime spre suprafețele de prelucrat

– utilizarea unui dispozitiv port-piesă cât mai simplu

– asigurarea menținerii orientării piesei prin alegerea unui mecanism de fixare care să respecte realizarea forței de strângere necesare, să nu permită apariția deformațiilor în sistemul tehnologic, să nu permită deteriorarea suprafeței piesei

3. Realizarea etapelor de finisare de precizie după ce toate etapele de degroșare au fost terminate

4. Orientarea bavurilor spre interiorul teșiturilor (toate intrările sau ieșirile sculei din materialul piesei conduc la apariția bavurilor).

Structura unui proces tehnologic tip de prelucrare a unei piese de revoluție respectă aceste reguli de bază și depinde de elementele sistemului tehnologic de prelucrare utilizat: tipul semifabricatului, tipul utilajului (strung normal, strung automat, strung CN etc.), tipul sculelor așchietoare.

Restricții specifice grupului din care face parte piesa

Piesa face parte din categoria rotilor dintate.

Tipuri de restricții (condiționări) ce impun succesiunea operațiilor/fazelor unui proces tehnologic:

a) legăturile dimensionale între suprafețe

Funcție de cotele funcționale (dimensionale, de formă, de poziție) de pe desenul de execuție al piesei, se stabilesc suprafețele care trebuie să fie, obligatoriu, realizate înaintea altor suprafețe, sau suprafețele ce trebuie realizate în aceeași operație (aceeași orientare și fixare).

Reguli:

– dacă între două suprafețe este impusă o toleranță de poziție relativă strânsă, cele două suprafețe trebuie executate în aceeași operație;

– dacă între două suprafețe există o condiție de poziție relativă, mai întâi se prelucrează suprafața bază de referință;

– între două suprafețe, se prelucrează mai întâi cea care are precizia dimensională mai ridicată.

b) asocierile geometrice și/sau tehnologice între suprafețe

– sunt asociate geometric mai multe suprafețe realizate cu aceeași sculă așchietoare.

– sunt asociate tehnologic suprafețe de același tip, repartizate regulat ce pot fi realizate cu aceeași sculă așchietoare, în aceeași operație/fază.

– sunt asociate tehnologic suprafețele ce trebuie realizate din aceeași orientare și fixare a semifabricatului (datorită legăturilor dimensionale impuse)

c) succesiunea etapelor de prelucrare

– alegerea numărului de etape de prelucrare depinde de precizia dimensională și de rugozitatea impusă suprafeței de prelucrat.

Regulă: Dacă o suprafață necesită mai multe etape de prelucrare, succesiunea acestora trebuie să fie: degroșare, semifinisare, finisare, superfinisare.

d) utilizarea sculei așchietoare)

– in legătură cu scula aschietoare utilizată pentru prelucrare, două aspecte importante trebuie luate în considerare: uzura și deformațiile provocate în sistemul tehnologic. De exemplu, limitarea uzurii, prin protejarea tăișului sculei de strunjit interior, se realizează prin prelucrarea suprafeței frontale, înainte de strunjirea interioară. De asemenea, se impune prelucrarea anterioară a suprafețelor ce asigură ieșirea sculelor din aschiere.

– deformațiile în sistemul tehnologic sunt provocate de vibrațiile introduse de lungimile mari în consolă ale sculelor, de razele la vârf mari si necorelate cu valoarea avansului, de așchierea discontinuă sau cu șocuri.

e) apariția deformațiilor după prelucrare

– restricțiile privind apariția deformațiilor în sistemul tehnologic de prelucrare impun realizarea etapelor de degroșare, cu adaos mare de prelucrare, la începutul procesului tehnologic, datorită valorilor mari ale forțelor de așchiere necesare, care introduc vibrații și tind să modifice poziționarea semifabricatului. Funcție de valoarea adaosului, pot fi prevăzute mai multe operații/faze de degroșare.

f) locul operației de tratament termic

– necesitatea unei operații de tratament termic aplicat semifabricatului impune o ordine anumită operațiilor de prelucrare mecanică, funcție de tipul tratamentului termic (în volum sau de suprafață), de materialul semifabricatului și de materialul părții active a sculei.

2.3 Stabilirea succesiunii optime a operatiilor

VARIANTA 1.

3.Tehnologii tip pentru piese din clasa roti dintate

3.1Materiale semifabricate si conditii tehnice specific

Rotile dintate utilizate la cutiile de viteze au dantura inclinata, cu profil in evolventa. Rotile dintate cu dinti drepti sunt simple si ieftine dar functioneaza zgomotos si se uzeaza rapid.

Fig.5. Schema de descarcare a arborelui intermediar de forte axiale.