Normarea Consumurilor de Materiale la Sc
Normarea consumurilor de materiale la S.C. U.C.M. Reșița s.a.
CAPITOLUL 1
CONSIDERAȚII GENERALE ASUPRA NORMĂRII
CONSUMULUI DE MATERIALE
1.1 NORMA DE CONSUM, MĂSURĂ DE BAZĂ IN UTILIZAREA RAȚIONALĂ A RESURSELOR MATERIALE
1.2 OBIECTIVUL ȘI PROBLEMELE NORMĂRII CONSUMULUI DE MATERIALE
1.3 NECESITATEA NORMĂRII CONSUMULUI DE MATERIALE ÎN INDUSTRIA CONSTRUCTOARE DE MAȘINI
CAPITOLUL 2
BAZELE TEORETICE ALE NORMĂRII
CONSUMULUI DE MATERIALE
2.1 NOȚIUNI PRINCIPALE ȘI DEFINIȚII
2.2 STRUCTURA NORMEI DE CONSUM
2.3 ELEMENTELE DE BAZĂ ALE CONSUMULUI DE MATERIALE
2.4 INDICATORII CONSUMULUI DE MATERIALE
2.5 NOȚIUNI CU PRIVIRE LA MATERIALELE UTILIZATE ÎN INDUSTRIA CONSTRUCTOARE DE MAȘINI
2.6 CLASIFICAREA NORMELOR DE CONSUM
CAPITOLUL 3
TEHNICA NORMĂRII CONSUMULUI DE MATERIALE
3.1 METODE DE NORMARE A CONSUMULUI DE MATERIALE
3.2 ELABORAREA NORMELOR DE CONSUM
CAPITOLUL 4
NORMAREA CONSUMULUI DE MATERIALE
METALICE PE BAZĂ DE LUNGIME
4.1 CONSIDERAȚII GENERALE
4.2 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL ÎN LUCRĂRILE DE DEBITARE A SEMIFABRICATELOR
4.3 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA PRELUCRĂRILE MECANICE
CAPITOLUL 5
NORMAREA CONSUMULUI DE METAL ÎN
PRODUCȚIA DE PIESE FORJATE
5.1 CONSIDERAȚII GENERALE
5.2 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA FORJAREA LIBERĂ A PIESELOR
5.3 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA FORJAREA PIESELOR ÎN MATRIȚE
5.4 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL IN CAZUL FORJĂRII PIESELOR LA MAȘINILE DE FORJAT ORIZONTALE
CAPITOLUL 6
NORMAREA CONSUMULUI DE MATERIALE
ÎN PRODUCȚIA DE PIESE TURNATE
6.1 CONSIDERAȚII GENERALE
6.2 CALCULUL NORMELOR DE CONSUM ÎN PRODUCȚIA DE PIESE TURNATE
Pagini 80
=== BIBLIOGRAFIE – consumuri UCMR ===
BIBLIOGRAFIE
1. Baran, C., – Disponibilitatea – indicator al calității
produselor,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1995
2. Bogdan. D. ș. a., – Norme de deviz în industria romănească,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1998
3. Coman, C. ș. a., – Consumuri de materiale metalice,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1999
4. Coșeriu, T. ș. a., – Normarea consumurilor de materiale
în construcția de mașini,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1994
5. Crum, L. W., – Ingineria valorii,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1996
6. David, B. ș. a., – Microeconomie,
Economica, PARIS, 1994
7. Ionete, C., – Comportamentul procesului de formare
a prețurilor,
Editura Academiei, BUCUREȘTI, 1986
8. Mereț, N. ș. a., – Protecția omului în procesul muncii,
Editura Științifică și Enciclopedică,
BUCUREȘTI, 2003
9. Miclescu, Th., – Calitatea produselor – traducere
din limba engleză,
Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1998
10. Mokthar, J., – Manual de inginerie industrială,
Editura Tehnică, volumul 1,
BUCUREȘTI, 1987
11. Olaru, D. ș. a., – Marketing – Teorie și aplicații,
Editura Lumina Lex, BUCUREȘTI, 2001
12. Rusu, D. ș. a., – Analiza activității economice a Întreprinderilor,
Editura Didactică și pedagogică,
BUCUREȘTI, 2003
=== Capit.2 ===
CAPITOLUL 2
BAZELE TEORETICE ALE NORMĂRII
CONSUMULUI DE MATERIALE
2.1 NOȚIUNI PRINCIPALE ȘI DEFINIȚII
Indicatorii principali în consumul de materiale sunt: consumul specific și norma de consum.
Consumul specific reprezintă cantitatea de materie primă, materiale, combustibil sau energie electrică corespunzătoare executării unei unități de produs finit sau unei unități de prestație. Acest indicator presupune cunoașterea exactă a materialelor consumate în raport cu producția efectuată pe o perioadă de timp.
Norma de consum reprezintă cantitatea de materie primă, material, combustibil sau energie prevăzut a se consuma pentru executarea unei unități de produs finit sau a unei unități de prestație. Norma de consum este întotdeauna condiționată de un proces tehnologic stabilit pentru o perioadă de timp dată și în condiții tehnice-organizatorice normale de producție.
Norma de consum este deci o mărime planificată a consumului de materiale, în conținutul căreia intră condițiile prescrise a procesului tehnologic și măsurile tehnice-organizatorice prevăzute, care asigură îndeplinirea permanentă a acestor condiții.
în funcție de metodele de întocmire, normele de consum pot fi: norme tehnice, norme experimentale și norme statistice.
Norma de consum tehnică este o mărime a consumului de materiale pentru executarea unei unități de produs finit sau unei unități de prestație, stabilită prin metoda calculului tehnic-analitic, pe baza procesului tehnologic înaintat și a organizării raționale a producției.
Norma de consum experimentală este o mărime a consumului de materiale pentru executarea unei unități de produs finit sau unei unități de prestație, stabilită prin verificarea consumului efectiv de materiale la locul de muncă (norme experimentale de producție) sau în laborator (norme experimentale de laborator). Normele experimentale se stabilesc pe baza proceselor tehnologice înaintate și a organizării raționale de producție, când este imposibilă determinarea prin calcul tehnic.
Norma statistica este norma stabilită pe bază de date statistice și prelucrate prin determinarea valorilor medii progresive.
2.2 STRUCTURA NORMEI DE CONSUM
Norma de consum sau consumul total necesar pentru executarea unei piese sau unui produs rezultă din însumarea mai multor consumuri parțiale, care apar în desfășurarea procesului de producție. Astfel din punctul de vedere al structurii, normele de consum au în alcătuirea lor următoarele componente:
consumul util de materiale;
pierderile tehnologice;
pierderile netehnologice.
a. Consumul util de materiale este principalul element al normei consum pe unitatea de produs. Acest indicator reprezintă cantitatea de materiale care rămâne încorporată în unitatea de produs finit sau într-o piesă, executată conform unei documentații tehnice.
b. Pierderile tehnologice reprezintă al doilea element al normei de consum. Pierderile tehnologice însumează cantitățile de materiale consumate în procesul de transformare a materialului inițial în produsul finit, conform soluției tehnologice adoptate. Aceste pierderi sunt inerente procesului tehnologic și reprezintă: șpanul
de la prelucrarea prin așchiere, pierderile prin oxidarea materialului încălzit, în prelucrările la cald, pierderile prin decapare etc.
La determinarea pierderilor tehnologice trebuie să se aibă în vedere că această parte a consumului de materiale nu depinde numai de condiții pur tehnologice, ci și de condițiile de muncă și, în special, de felul cum se îndeplinesc procesele tehnologice respective. De exemplu o bucșă se execută dintr-o bară din oțel rotund, conform procesului tehnologic de strunjire și în funcție de dimensiunile piesei se stabilesc pe bază de normative, pierderile prin debitare la strung și adaosurile necesare pentru finisarea suprafețelor frontale. În realitate, un strungar de categorie superioară utilizează un cuțit de retezat cu dimensiunea minimă, reducând pierderile de material la retezare. În afară de aceasta, printr-o centrare corectă, se reduc și adaosurile prevăzute pentru finisarea suprafețelor frontale a bucșei. Aceste măsuri luate de strungar vor duce la micșorarea pierderilor tehnologice de materiale. Exemple asemănătoare sunt numeroase în producție, ele au ca rezultat reducerea consumurilor specifice de materiale.
La stabilirea mărimii pierderilor tehnologice nu sunt suficiente deci numai datele inițiale ale procesului tehnologic; este necesară și experiența din producție a muncitorilor, să fie analizate procedeele de muncă, concretizând în cifre eficacitatea acestor procedee pentru reducerea consumului de materiale.
Pierderile tehnologice servesc la compararea și determinarea soluțiilor tehnologice optime, din punctul de vedere al consumului de materiale, în executarea unei piese sau produs.
c. Pierderile netehnologice cuprind cheltuielile de materiale care nu sunt cauzate direct de procesul tehnologic, ci mai mult de condițiile tehnice-organizatorice ale procesului de producție. În pierderile netehnologice se includ deșeurile de materiale provenite din capete de bară, fâșii din tablă, precum și alte pierderi independente de procesul tehnologic.
Mărimea pierderilor netehnologice trebuie stabilită pe baza unor analize temeinice a pierderilor efective, care au fost obținute prin date și observații concrete. în funcție de natura pierderilor și cauzelor care le provoacă se vor elabora măsuri tehnice-organizatorice, în scopul eliminării și reducerii lor.
Sub aspectul posibilităților de recuperare, atât pierderile tehnologice cât și cele netehnologice se clasifică în:
deșeuri utilizabile (recuperabile);
deșeuri neutilizabile (nerecuperabile);
pierderi totale.
a. Deșeurile utilizabile sunt deșeurile de materiale a căror stare permite utilizarea lor în producția întreprinderii, unde ele s-au format. (De ex., deșeurile rezultate din capete și fâșii, deșeurile tehnologice provenite din golurile tăiate și perforate, din capetele de clește etc).
La stabilirea consumului de materiale se va da o atenție deosebită acestor deșeuri, în sensul utilizării lor cât mai complete și economice.
b. Deșeurile neutilizabile constituie pierderile de materiale care nu mai pot fi utilizate direct în anumite procese tehnologice și se reîntorc în producție ca materie primă.
În grupa acestor deșeuri intră așchiile provenite din prelucrarea mecanică și alte deșeuri care nu au utilizare în executarea altor piese, în procesul de producție unde s-au format. în mod obișnuit, aceste deșeuri sunt destinate pentru retopire.
Utilizarea economică a materialelor presupune reducerea acestor deșeuri la minimum, deoarece valorificarea lor este urmată de cheltuieli suplimentare de muncă și de materiale.
c. Pierderile totale (chimice) sunt pierderile de materiale care nu se mai pot recupera sub nici o formă. Acestea sunt cauzate de oxidarea materialelor la încălzirea semifabricatelor sau la topire.
Fig.2.1 Structura normei de consum
2.3 ELEMENTELE DE BAZĂ ALE CONSUMULUI DE MATERIALE
a) Consumul util de materiale
Noțiunea consumului util variază de la o ramură industrială la alta, în funcție de specificul materialelor utilizate. în industria constructoare de mașini, unde materialul principal este metalul, consumul util este exprimat prin greutatea netă a piesei sau a produsului. Pentru alte materiale poate fi exprimat în metri cubi, metri pătrați, litri etc.
Consumul util de materiale pentru produse se stabilește prin calcul, în baza desenelor de execuție, urmând ca la materialele metalice, să fie verificat prin cântărire. Verificarea consumului util prin cântărire este necesară în special la executarea pieselor metalice de configurație complicată (piese matrițate; piese turnate etc).
Sub aspectul economiei de material, mărimea consumului util trebuie supusă unei analize critice, în scopul raționalizării pieselor și reducerii numărului lor, simplificării formelor geometrice, înlăturării rezervelor excesive de material rezultate din calcul de rezistență prea acoperitor; de asemenea, trebuie să se găsească posibilitățile de înlocuire a materialelor deficitare cu materiale ușor procurabile.
Consumul util este un indicator important în organizarea și urmărirea pierderilor de materiale. Prin consumul util se determină condițiile de realizare a unei piese sau produs și limitele minime ale cheltuielilor de materiale pentru executarea acestora.
b) Consumul tehnologic
Consumul tehnologic reprezintă cantitatea de materie primă material sau energie stabilite a se consuma în procesul tehnologic, într-o anumită perioadă, pentru fabricarea unei unități de produs finit sau a unei unități de prestație, în condiții tehnice-organizatorice normale de producție.
Consumul tehnologic face abstracție de dimensiunile materialelor de livrare care trebuie respectate de aprovizionare. Astfel, cantitățile de material rezultate din capete sau fâșii nu se includ în acest consum. Aceste deșeuri nu depind de tehnologia de fabricație sau de alte cauze tehnice specifice întreprinderii.
In principiu, consumul tehnologic cuprinde numai acele pierderi sau deșeuri care sunt proporționale cantitativ cu numărul de piese sau produse care urmează să fie executate.
Consumul tehnologic se stabilește în mod obișnuit din fișele tehnologice sau planurile de operații la care se adaugă pierderile prin debitare (tăiere).
Consumul tehnologic servește la calculul necesar de materiale în procesul tehnologic (secție sau atelier); pe baza lui se întocmește documentația necesară pentru ridicarea materialelor din magazie sau depozit.
Consumul tehnologic se obține din însumarea consumului util de materiale și a pierderilor tehnologice neutilizabile
Ct = Cu + pt (2.1)[3]
În care:
Ct – consumul tehnologic;
Cu – consumul util;
pt – suma pierderilor tehnologice neutilizabile.
c) Norma de consum de aprovizionare
Norma de consum de aprovizionare reprezintă cantitatea de materie primă, material sau energie pentru aprovizionare, în vederea executării unui produs finit sau a unei unități de prestații, în condițiile tehnice-organizatorice normale de producție.
Consumul de aprovizionare cuprinde, în afară de consumul tehnologic, toate celelalte pierderi netehnologice care au loc în producție, dar care nu sunt cauzate direct de procesul tehnologic al întreprinderii. Pentru piesele și materialele unde nu intervin pierderi netehnologice, norma de aprovizionare corespunde cu consumul tehnologic.
Norma de consum de aprovizionare se obține din norma de consum tehnologic și pierderile netehnologice care nu pot fi recuperate, adică
Nc = Ct + pt = Cu + pt + pn (2.2)[3]
În care:
Nc – norma de consum de aprovizionare;
pn – suma pierderilor netehnologice care nu pot fi recuperate.
Se precizează că normele de consum despre care se tratează în lucrare sunt norme de aprovizionare, conform definiției de mai înainte. În figura 2 sunt reprezentate schematic elementele consumului de materiale pentru osia diferențialului unui autocamion.
Fig. 2.1 Schema elementelor componente ale normei de consum
2.4 INDICATORII CONSUMULUI DE MATERIALE
La stabilirea normei de consum s-a luat ca bază cantitatea de material prevăzut a se consuma pentru executarea unității de produs finit. în realitate însă, numai o parte din materiale se folosesc în mod util, restul de materiale, după cum s-a văzut, se transformă în pierderi și deșeuri. Aceste pierderi se scot în evidență prin indicatorii consumului de materiale, care sunt:
coeficientul de utilizare al materialului;
greutatea specifică a deșeurilor de materiale.
a. Coeficientul de utilizare este indicele care reflectă gradul de folosire a unui material înglobat în produsul finit. Acest indicator se obține prin împărțirea consumului util încorporat în unitatea de produs, piesă sau reper la cantitatea de material conform normei de aprovizionare:
K = Cu/Nc (2.2)[3]
Raportul Cu/Nc arată că valoarea coeficientului de utilizare K la același consum util Cu crește cu reducerea normei de aprovizionare Nc. Întrucât norma de consum de aprovizionare este întotdeauna mai mare sau cel mult egală cu consumul util, rezultă că valoarea coeficientul de utilizare este mai mică sau cel mult egală cu 1. Cu cât această mărime se apropie de 1, cu atât materialul este mai bine folosit. Bazați pe acest criteriu, la determinarea normelor de consum este necesar să se tindă întotdeauna spre o normă de consum minimă. Aceasta este de fapt și problema principală in normarea consumului de materiale.
În obținerea coeficientului de utilizare îmbunătățit sunt hotărâtoare forma constructivă a piesei și alegerea corectă a soluției tehnologice, care asigură pierderi și deșeuri minime de materiale.
Dacă se compară deșeurile de materiale în formă de așchii, rezultate la prelucrarea mecanică a acelorași piese sau a unor piese similare, executate din semifabricate obținute prin procedee tehnologice diferite, se constată că aceste deșeuri cresc pentru diferite feluri ale semifabricatului în ordinea următoare:
semifabricate executate din tablă sau bandă (prin ștanțare,
îndoire, ambutisare);
semifabricate obținute prin deformare plastică la rece (refulare, matrițare, trefilare);
semifabricate turnate din fontă;
semifabricate matrițate;
semifabricate turnate din oțel;
semifabricate forjate liber;
semifabricate laminate, folosite pentru prelucrarea mecanică
din material plin.
O îmbunătățire calitativă a coeficientului de utilizare se obține prin acele procedee care asigură semifabricatului precizia cea mai mare din punctul de vedere al formei, dimensiunii și al calității suprafețelor cu cele a piesei în stare finită.
În mod obișnuit, coeficientul de utilizare se urmărește în raport cu consumul de materiale corespunzător normei de aprovizionare, ceea ce înseamnă că scoate în evidență suma totală a pierderilor de materiale (pierderile tehnologice, plus pierderile netehnologice). în cazul în care se urmărește utilizarea unui material în procesul tehnologic, legat numai de pierderile tehnologice, relația (2.3) devine:
KT = (2.4)[3]
În care: KT este coeficientul de utilizare tehnologic.
Un alt indicator al consumului de materiale este greutatea specifică a deșeurilor.
b. Greutatea specifică a deșeurilor este indicatorul care scoate în evidență materialul pierdut în deșeuri neutilizabile, destinate retopirii.
Greutatea specifică a deșeurilor se obține prin împărțirea cantității totale de deșeuri neutilizabile la cantitatea de material conform normei de aprovizionare:
D = (2.5)[3]
În care: D este greutatea specifică a deșeurilor în procente.
2.5 NOȚIUNI CU PRIVIRE LA MATERIALELE UTILIZATE ÎN INDUSTRIA CONSTRUCTOARE DE MAȘINI
a) Noțiuni și definiții
Material inițial este materialul în stare obținută prin livrare și se găsește depozitat în magazia întreprinderii consumatoare, înainte de a fi eliberat pentru debitare sau prelucrare. Materialul inițial indică starea de la care se pornește pentru executarea unei piese sau produs.
Starea de livrare a unui material este starea fizică în care se obține materialul respectiv, caracterizat prin una sau mai multe dimensiuni principale. De exemplu: bară oțel lat 5X40, tablă decapată 1X1000X2000, țeavă 38X3.
Semifabricat. În construcția de mașini, prin semifabricat se înțelege starea unui material sau a unei piese; el este obținut într-o uzină sau secție de semifabricate și urmează să fie prelucrat în stare finită sau semifinită.
Un semifabricat poate fi:
individual, atunci când conține material pentru o singură piesă;
grupat, când este alcătuit din mai multe bucăți de piese de același fel sau diferite; de exemplu o bară debitată pentru executarea a 5 bucăți piese sau o fâșie de tablă pentru ștanțarea mai multor piese.
Semifabricatul individual reprezintă în general o piesă brută neprelucrată sau prelucrată incomplet, ale cărui dimensiuni sunt egale cu dimensiunile piesei finite, plus adaosurile de prelucrare. De exemplu o bară debitată pentru executarea unui ax, o piesă forjată, matrițată sau turnată.
Greutatea netă a unei piese este greutatea piesei finite, executată pe baza desenului și a condițiilor tehnice, fără să fie vopsită sau galvanizată.
Greutatea netă poate fi teoretică, dacă este determinată prin calcul după volumul și greutatea specifică a piesei, sau reală, dacă este stabilită prin cântărire. Greutatea reală poate să difere de greutatea teoretică prin erorile de calcul sau de execuție ale piesei. Se recomandă ca, ori de câte ori este posibil, să se stabilească greutatea netă a pieselor prin cântărire.
Consumul de material corespunzător greutății nete este consumul util pe piesă sau produs și servește la determinarea coeficientului de utilizare a materialului.
Greutatea brută a unei piese reprezintă greutatea netă (consumul util) plus greutatea adaosurilor tehnologice pentru debitare și prelucrare.
Greutatea bruta a unei piese care se obține din bară este greutatea materialului debitat, plus pierderile corespunzătoare lățimii de tăiere (adică piesa a fost debitată prin așchiere sau tăiere oxiacetilenică).
Greutatea brută a unei piese forjate este greutatea piesei după debavurare; ea este formată din greutatea netă, plus greutatea corespunzătoare adaosurilor tehnologice și de prelucrare.
Greutatea brută a unei piese turnate este greutatea piesei după curățirea de culee și maselote, care cuprinde greutatea netă plus greutatea adaosurilor care urmează a fi îndepărtate la prelucrarea mecanică.
b) Clasificarea materialelor
Nomenclatura materialelor utilizate în construcția de mașini este foarte mare și variată; ea cuprinde 10000—30000 de poziții de materiale. Din punctul de vedere al utilizării lor, toate materialele se clasifică în două grupe și anume:
materiale de bază (principale);
materiale auxiliare.
Materiale de bază sunt materialele care intră în componența produselor executate și se găsesc în produsul finit, în forma lor inițială sau în altă formă fizică sau chimică.
În construcția de mașini consumul materialelor de bază reprezintă partea principală din totalul necesarului de materiale. Dintre acestea, cele mai importante sunt materialele metalice și lemnoase, ponderea celorlalte materiale fiind relativ redusă.
Materiale auxiliare sunt materialele care nu intră în componența principală a produselor executate, majoritatea dintre ele contribuind în procesul tehnologic de fabricație a produselor (de exemplu materialele de formare, materiale pentru sudura oxiacetilenică, fondanții pentru lipire și cositorire etc.
Materialele auxiliare pot avea aceeași participare în procesul de producție ca și materialele de bază. Astfel o sârmă din oțel apare ca material de bază când servește la executarea unei piese pentru un produs și ca material auxiliar când servește la confecționarea unui ambalaj pentru același produs.
După utilizarea lor, materialele auxiliare se împart în următoarele grupe:
a. Materiale auxiliare tehnologice. Ele sunt materialele care contribuie direct în producția materialelor de bază și se clasifică în:
materiale de producție (materiale de formare la turnare, oxigen și carbid la sudura oxiacetilenică, materiale pentru tratamente termice;
materiale de uzură rapidă în funcționarea utilajului productiv (materiale refractare, electrozi pentru cuptoare, elemente de încălzire etc);
scule și dispozitive de uzură rapidă (scule pentru așchiere și piesele de inventar mărunt);
combustibil tehnologic și energie;
b. Materiale auxiliare pentru utilajele de producție. Din grupa acestor materiale fac parte combustibilul și energia pentru punerea în mișcare a mașinilor-unelte (lubrifianți, energie electrică etc).
c. Materiale pentru repararea și modernizarea utilajului de producție. Această grupă cuprinde materialele necesare pentru mecanizarea producției, pentru tehnica securității, pentru repararea și modernizarea dispozitivelor.
d. Materiale auxiliare cu destinație comună pentru întreprindere. În grupa amintită intră toate materialele pentru nevoi sociale, combustibili pentru încălzirea clădirilor, energia pentru iluminat, rechizite de birou etc.
2.6 CLASIFICAREA NORMELOR DE CONSUM
Condițiile specifice privind normarea consumului de materiale diferențiază normele de consum în diferite categorii.
Din punctul de vedere al perioadei de valabilitate normele pot fi:
norme de consum curente;
norme de consum de perspectivă.
Normele de consum curente sunt valabile și se aplică pentru un proces tehnologic în curs de desfășurare în condițiile de organizare existente, fiind folosite pentru o perioadă stabilită (lună, trimestru, an).
Normele de perspectivă sunt norme calculate pe baza condițiilor viitoare de producție, care asigură o utilizare mai economică a materialelor, pe baza construcției noi, modificate și îmbunătățite a produselor, sau a unui proces tehnologic mai perfecționat. Aceste norme se folosesc numai la stabilirea necesarului de materiale pentru planul de viitor și devin norme curente după realizarea noului proiect sau a planului de măsuri tehnice-organizatorice trasat.
Nivelul consumului de materiale prevăzut în normele de perspectivă trebuie să fie sub nivelul mediu realizat în perioada corespunzătoare normelor curente.
În funcție de modul de participare a materialelor care se normează în executarea unui produs normele de consum pot fi:
Norme de consum pentru materiale de bază folosite în producție sau în executarea unei prestații.
Norme de consum pentru materiale auxiliare folosite în producție, exploatarea și întreținerea mijloacelor fixe.
În funcție de modul de grupare a elementelor (materiale și produs), normele de consum se clasifică în:
norme de consum individuale;
norme de consum grupate.
Normele de consum individuale exprimă cantitatea de material necesară pentru executarea unui produs finit de un anumit tip, la o anumită întreprindere sau cantitatea de material necesară pentru executarea unui produs pe unitatea de prestație executată cu un anumit utilaj, în condiții tehnologice bine definite.
Consumul de material determinat după normele individuale este proporțional cu cantitatea producției efectuate.
În construcția de mașini, normele de consum individuale au la bază calculul necesarului de material pe repere și unitate de produs, (de ex. cantitatea de material din OL 50, 20 pentru executarea unui reper compus din 6 buc. axe canelate pentru cutie de viteze strung normal SN400 x 1500).
Normele de consum grupate se calculează pe baza normelor individuale, totalizându-se pe sortimente de material sau produs, în scopul folosirii lor la întocmirea planului de aprovizionare după o nomenclatură stabilită sau pentru analiza pe ansamblu a consumului de materiale pe grupe de produse, ramură etc.
Gruparea normelor se poate face:
Pe material, prin însumarea normelor individuale corespunzătoare unui sortiment de materiale necesare pentru executarea produsului, tabelul 3 [3].
Pe produs, când un produs se execută la mai multe întreprinderi, în acest caz normele grupate au la bază norme de consum individuale pe produs, la fiecare întreprindere, tabelul 4 [3].
Pe grupe de produse, în cazul în care produsul se execută în mai multe sortimente. Norma de consum pentru fiecare sortiment luat în parte depinde de proporția pe care o reprezintă în volumul produsului fabricat. Normele de consum pe astfel de grupe au aspectul din tabelul 5 [3].
Pe material și produs, în cazul în care valoarea normei este în funcție de o anumită grupare a materialului, de ponderea în diferite sortimente ale produsului respectiv sau de proporția în care se fabrică același produs în mai multe întreprinderi. De exemplu totalul metalului necesar pentru rulmenți se calculează în modul următor: Se stabilesc normele individuale pe sortiment de metal și tip de rulmenți la fiecare întreprindere care execută rulmenții. Pe baza acestora se calculează norma grupată în total metal pe întreprindere. După același procedeu se calculează norma de consum pe mai multe întreprinderi, obținându-se în final o normă ponderată pe direcția generală.
Pe ramură, atunci când în baza normelor calculate prin una din metodele de mai înainte se poate obține o normă grupată pe ramură. (De exemplu norma de consum pentru cocs metalurgic pe Ministerul Industriei Construcțiilor de Mașini, Ministerul Industriei Ușoare, Ministerul Transporturilor și Telecomunicațiilor etc).
După importanța normelor de consum în economia națională, ele se împart în:
Norme de stat. Aceste norme se referă la materialele și produsele cele mai importante pentru economie și pentru care se consumă cantități însemnate de materii prime.
Normele de consum desfășurate pe întreprinderi, în funcție de îmbunătățirile tehnologice și organizatorice din cursul perioadei pentru care au fost stabilite, pot fi modificate de organul tutelar numai dacă sunt sub nivelul normelor medii anuale sau trimestriale.
Norme de consum departamentale. Aceste norme sunt aprobate de organul tutelar pe întreprinderi; ele pot fi grupate sau individuale, în proiectul de norme departamentale trebuie să fie cuprinse toate normele de consum importante care n-au fost prevăzute în planul de stat. Normele de consum departamentale sunt obligatorii pentru întreprinderi.
Norme de consum uzinale. Sunt normele care nu sunt prevăzute în planul de stat sau departamental; ele se aprobă de conducerea întreprinderii, fiind stabilite pentru întreaga nomenclatură a planului anual și cuprind toate materialele de bază sau auxiliare prevăzute în procesul tehnologic.
=== Capit.3 ===
CAPITOLUL 3
TEHNICA NORMĂRII CONSUMULUI DE MATERIALE
3.1 METODE DE NORMARE A CONSUMULUI DE MATERIALE
În normarea consumului de materiale, calitatea normelor depinde în mare măsură de metoda după care au fost determinate și stabilite aceste norme. Normarea consumului de materiale prin metoda cea mai adecvată, care să: asigure utilizarea cea mai rațională a materialelor, trebuie să stea la baza determinării normelor de consum.
în construcția de mașini se practică următoarele metode principale de normare:
metoda de calcul tehnic-analitic;
metoda experimentală de laborator;
metoda experimentală de producție;
metoda statistică.
a. Metoda de calcul tehnic-analitic. În construcția de mașini și în ramura metalurgiei prelucrătoare, grupa decisivă a normelor de consum o formează normele stabilite prin metoda de calcul tehnic-analitic, aceasta fiind cea mai precisă și mai avansată metodă de elaborare a normelor de consum pe piesă (reper) sau produs. Pe baza acestei metode normele de consum se stabilesc prin calcul, în conformitate cu documentația tehnică a pieselor sau produselor (desene, condiții tehnice, fișe tehnologice) și în condiții concrete de producție. Conform acestei metode se determină consumul celor mai importante materiale de bază, aplicându-se pe scară largă în calculul consumului de laminate feroase și neferoase, în consumul de cherestea și a altor materiale nemetalice.
Determinarea normelor de consum prin metoda tehnico-analitică se face prin analiza factorilor care hotărăsc mărimea consumului de materiale, executând următoarele:
studiul documentației tehnice în scopul stabilirii unor norme cu un consum minim de materiale;
verificarea adaosurilor de prelucrare și reducerea lor la minimum posibil;
cercetarea pierderilor de materiale și a cauzelor lor, în legătură cu care se vor lua măsuri pentru eliminarea acestora;
verificarea deșeurilor rezultate din producție și utilizarea lor pentru alte piese sau produse.
Normele stabilite prin metoda calculului tehnic-analitic sunt norme tehnice de consum. La elaborarea acestor norme nu trebuie să se țină seama de lipsurile procesului tehnologic și de producție. Se consideră că utilajul funcționează normal, că este deservit de un personal calificat corespunzător iar materialul utilizat corespunde condițiilor prevăzute în calcul.
Metoda croirii este o variantă a metodei de calcul tehnic-analitic, folosindu-se pentru determinarea normelor de consum a materialului în formă de foi (table). Norma de consum în acest caz se obține dintr-o amplasare a pieselor pe semifabricat, care să asigure un număr maxim de piese și o cantitate minimă de deșeuri.
Amplasarea pieselor se execută, la scară, pe o fișă plan de croire pentru calculul datelor inițiale a normei de consum.
Normele de consum prin metoda croirii se determină pentru debitarea cea mai economică, realizată în condițiile unei producții date.
b. Metoda experimentală de laborator. Se bazează pe determinarea normei de consum prin probe, experiențe și cântăriri efectuate asupra materialelor în condiții de laborator. Normele de consum astfel obținute urmează să fie definitivate după ce se verifică în condiții normale de producție, corectându-se în mod corespunzător.
Determinarea normelor de consum prin metoda experimentală de laborator se face pentru materialele la care nu există date reale cu privire la consumurile specifice sau atunci când trebuie să se verifice o normă obținută prin calcul tehnic-analitic. Metoda are aplicații în stabilirea consumului de materiale pe unitatea de mărime (suprafață, greutate, lungime). Astfel consumul de vopsea și metal la galvanizare se face pe unitatea de suprafață.
Dezavantajul metodei constă în aceea că materialele consumate nu se pot experimenta decât în cantități mici, iar condițiile restrânse de laborator de cele mai multe ori nu corespund condițiilor de producție, unde se consumă cantități însemnate de materiale. Această nepotrivire de condiții duce la posibilitatea reducerii normei de consum experimentale în procesul de producție.
Norma de consum stabilită prin metoda experimentală de laborator poate fi normă tehnică dacă la elaborarea ei s-au asigurat toate condițiile pentru reducerea la minimum a pierderilor de materiale.
c. Metoda experimentală de producție. Ea constă în stabilirea normei de consum în condițiile normale ale procesului de producție, la locul de muncă unde se consumă materialul respectiv. Metoda se aplică la verificarea normelor stabilite pe bază de calcule și pe bază experimentală de laborator; este folosită la determinarea normelor de consum, atunci când prin metodele de calcul tehnic-analitic
și experimentale de laborator nu se poate realiza această determinare.
Precizia normei de consum stabilită prin metoda experimentală de producție este în funcție de următorii factori principali:
calificarea muncitorului desemnat pentru efectuarea procesului tehnologic;
starea utilajului;
mărimea lotului de produse programate pentru observații;:
numărul de experiențe efectuate.
Pentru a obține o normă înaintată, la efectuarea experienței se vor alege muncitori calificați, de preferință fruntași în producție. Este necesar să se ia măsuri ca utilajul să fie în bună stare, iar mărimea lotului pentru care se face observația să fie corespunzătoare unui schimb de lucru. Prelucrarea rezultatelor pentru stabilirea normelor de consum este necesar să se facă după cel puțin doua experiențe.
d. Metoda statistică. Normarea consumului de materiale prin metoda statistică constă în stabilirea normelor de consum pe bază de date statistice, în funcție de consumul real al materialelor, pe o anumită perioadă de timp.
Prin determinarea normelor statistice se presupune că produsele la care se referă consumul determinat au fost executate anterior iar mărimea consumului pe fiecare produs s-a stabilit prin postcalcul. în construcția de mașini, această metodă se aplică mai ales la determinarea normelor în consumul de materiale auxiliare, ca nisipuri, lianți pentru turnătorii, lichide de spălare și ungere, materiale de protejare a suprafețelor metalice împotriva coroziunii etc.
Deoarece prin această metodă nu pot fi stabilite cauzele pierderilor de materiale, în scopul reducerii lor, normele obținute trebuie corectate în funcție de condițiile reale de producție. Corectarea normei este justificată și prin faptul că nivelul consumului de materiale stabilit din datele statistice corespunde unei perioade precedente și nu reflectă condițiile de lucru noi create.
Neajunsul normelor statistice constă în aceea că nu scot la iveală rezervele economiilor de material în procesul de producție iar datele, care oglindesc nivelul de producție atins în perioada trecută, favorizează practica înapoiată de justificare a deficiențelor existente în organizarea producției.
In producția de masă sau de serie mare, această metodă de normare nu poate fi folosită.
3.2 ELABORAREA NORMELOR DE CONSUM
a) Elaborarea normelor tehnice
Normele de consum tehnice se stabilesc o dată cu întocmirea procesului tehnologic de fabricație a pieselor sau produselor. în baza desenelor și a condițiilor elaborate de proiectant, tehnologul întocmește fișele tehnologice sau planul de operații, ținând seama de condițiile tehnice ale întreprinderii, utilajul existent și măsurile tehnice-organizatorice planificate.
În conformitate cu desenele și fișele tehnologice sau planurile de operații, se determină mărimea adaosurilor de prelucrare, pierderile și deșeurile de materiale în procesul tehnologic, stabilindu-se mărimea lor.
La elaborarea normelor de consum tehnice trebuie să existe deci următoarele date inițiale:
desenul piesei sau al produsului și condițiile tehnice;
procesul tehnologic și organizarea producției;
noțiuni cu privire la proprietățile materialelor și metodele
de folosire a acestora;
planul de măsuri tehnice-organizatorice.
Cu cât aceste date sunt mai complete și reale, cu atât normele de consum elaborate sunt mai precise și lipsite de erori.
Elaborarea normelor de consum tehnice se face în următoarele etape principale:
a. Studiul piesei finite sau a produsului, pentru a găsi soluția
tehnologică cea mai economică din punctul de vedere al consumului
de materiale. Se analizează desenul de execuție, în sensul stabilirii
unui material corespunzător, cu dimensiuni minime și ușor de pro
curat, evitându-se pe cât posibil materialele deficitare.
b. Stabilirea dimensiunii semifabricatului în conformitate cu procesul tehnologic prevăzut. Pentru piesele forjate, de exemplu, în această etapă se stabilesc adaosurile de prelucrare, forma, greutatea și dimensiunile semifabricatului inițial. Pentru piesele din laminate, destinate prelucrării prin așchiere, se stabilește dimensiunea semifabricatului ținând seama de adaosurile minime de pre
lucrare. Acestei cerințe i se va da o importanță cu atât mai mare,
cu cât producția este de serie mare sau de masă.
c. Stabilirea pierderilor și a deșeurilor de material rezultate la debitarea (decuparea) semifabricatelor, datorită sculelor sau procedeului de tăiere.
d. Calculul consumului tehnologic pe baza dimensiunii semifabricatului și a pierderilor tehnologice la debitare.
e. Stabilirea pierderilor netehnologice, rezultate din capetele de fixare în dispozitivele de strângere, capetele oblice, capetele nemultiple pentru bare, fâșiile nemultiple pentru materialele în formă de tablă etc.
La determinarea pierderilor netehnologice se va da o atenție deosebită utilizării cât mai raționale a materialelor, stabilindu-se mărimea deșeurilor utilizabile și neutilizabile. Pentru piesele obținute din tablă, aceste deșeuri se determină plecând de la debitarea cea mai rațional posibilă, prin întocmirea planurilor de croire. în legătură cu aceste pierderi, trebuie întreprinse studii pentru reducerea și eliminarea lor. Analiza pierderilor se va face în concordanță cu normele de muncă.
f. Calculul normei de consum pe baza consumului tehnologic și a pierderilor netehnologice. La stabilirea normei de consum se vor lua în considerare numai deșeurile neutilizabile, cele utilizabile nefiind incluse în norma de consum.
Pentru piesele executate din deșeuri, la același produs, se va determina numai consumul tehnologic, calculul normei de consum făcându-se pentru piesa principală (cea mai voluminoasă). Deșeurile de material, fiind cuprinse în consumul piesei principale, nu măresc necesarul de materiale pe produs.
Cantitatea de materiale datorită rebutului, materialelor cu dimensiuni necorespunzătoare, precum și materialul nefolosit din cauze legate de aprovizionare etc. care apar în mod întâmplător, nu se vor include în norma de consum.
g. Verificarea consumului de materiale stabilit, se face după stabilirea normei de consum, eliminând prin aceasta orice erori care ar influența calitatea normei de consum stabilite. Se vor verifica în mod deosebit deșeurile de material rezultate, găsind soluții pentru recuperarea lor. Tot în această etapă se va calcula și coeficientul de utilizare a materialului consumat.
h. Stabilirea planului de măsuri tehnice-organizatorice, pentru reducerea consumului de materiale.
b) Elaborarea normelor experimentale
Normele experimentale se elaborează pe baza datelor obținute în cursul experienței de un personal specializat, sub conducerea unui responsabil din colectivul de normare a materialelor.
La elaborarea normelor experimentale de laborator, etapele de lucru sunt următoarele:
se studiază în mod amănunțit caracteristicile materialelor care urmează să fie experimentate și procedeele tehnologice legate de consumul materialelor respective;
se verifică starea utilajului destinat pentru experiență, făcându-se utilarea corespunzătoare;
se fac măsurările necesare asupra materialului și obiectului (piesei) care urmează să fie experimentate;
se calculează consumul rezultat din experiențe, determinându-se cantitatea materialului consumat;
înregistrarea rezultatului, experienței într-un act de determinare experimentală a normei de consum, în care se vor indica următoarele:
caracteristica completă a materialului experimentat;
obiectul de consum al materialului;
rezultatul experienței;
norma stabilită;
persoanele care au efectuat experiența.
f) prelucrarea rezultatelor experienței prin analiza valorilor obținute, din care se deduc valorile medii.
Elaborarea normelor experimentale de producție se execută în următoarea ordine:
a. Studiul procedeelor tehnologice și stabilirea succesiunii operațiilor legate de experiență.
b. Verificarea și pregătirea utilajului corespunzător pentru experiență.
c. Pregătirea materialului și a locului de muncă destinat pentru experiență.
d. Efectuarea experienței, în cursul căreia se fac următoarele:
înregistrarea pierderilor de material, determinându-se cantitatea lor;
înregistrarea abaterilor care au avut loc de la procesul tehnologic prescris.
e. Determinarea cantității de material consumat.
La determinarea materialului consumat prin cântărire se procedează în felul următor:
cântărirea materialului prin operații repetate pentru aceeași piesă, numărul cântăririlor alegându-se în funcție de caracteristicile și volumul materialului pe unitatea de produs;
cântăririle la care rezultă o abatere mai mare sau mai mică, în jurul a 5%, nu se iau în considerare la numărul total al cântăririlor efectuate;
greutatea materialului consumat se determină calculând media aritmetică a cântăririlor care n-au avut o abatere mai mare decât 5%.
Normele stabilite prin valorile medii urmează să fie verificate prin repetarea unei experiențe.
Pierderile de material cauzate de organizarea nesatisfăcătoare a locului de muncă sau neglijențe nu se iau în considerare la stabilirea normei de consum.
c) Elaborarea normelor statistice
Datele pentru elaborarea normelor statistice se obțin din dările de seamă statistice pe perioadele de plan anterioare (luni, trimestre, ani). La elaborarea acestor norme este necesar să se respecte următorul principiu: normele stabilite trebuie să fie norme îmbunătățite, adică să nu depășească consumul mediu efectiv pe perioadele de plan anterioare.
Baza de orientare în stabilirea normelor statistice trebuie să fie realizările record. în cazul în care ponderea acestor realizări crește peste 50% față de totalul realizărilor din perioada de plan anterioară, norma statistică îmbunătățită se poate calcula cu relația:
Nc = (3.1)[3]
În care:
Nc – norma de consum statistică pe perioada viitoare;
R – realizările obținute în consumul de materiale pe unitatea de produs sau prestație pe perioada de plan considerată (consumuri realizate sub nivelul consumului mediu efectiv);
n — numărul de realizări pe perioada respectivă. Dacă numărul realizărilor record este egal sau mai mic decât 50% față de totalul realizărilor din perioada considerată, norma înaintată de consum se calculează pe baza formulei:
Nc = (3.2)[3]
În care:
Cef – consumul mediu efectiv de materiale pe perioada considerată;
m – numărul total de date statistice, din perioada considerată;
n – numărul de realizări record.
=== Capit.4 ===
CAPITOLUL 4
NORMAREA CONSUMULUI DE MATERIALE
METALICE PE BAZĂ DE LUNGIME
4.1 CONSIDERAȚII GENERALE
Grupa materialelor care se normează pe bază de lungime o constituie materialele livrate în formă de vergele, bare, țevi, profiluri laminate, platbande și sârmă în colaci sau bobine.
Semifabricatele executate din aceste materiale se obțin prin debitare (tăiere în bucăți) și se prelucrează prin forjare, matrițare la cald sau alte prelucrări mecanice.
În toate cazurile de prelucrare, greutatea semifabricatului obținut din materialul liniar se calculează în raport cu tehnologia de prelucrare a piesei după următoarea formulă generală:
Gs = l G, (4.1)[3]
În care:
Gs – greutatea semifabricatului;
l – lungimea semifabricatului debitat;
G – greutatea unității de lungime a materialului.
Lungimea l a semifabricatului se determină pe baza dimensiunii nete a piesei, la care se includ toate pierderile de material, conform tehnologiei de prelucrare a piesei respective.
Materialul necesar pentru executarea unei piese sau produs nu este însă normat corect, dacă se ține seama numai de lungimea semifabricatului. La stabilirea normei de consum este necesar să se ia în considerare și pierderile provenite din pregătirea acestui semifabricat, ca: pierderi prin tăiere, deșeuri de capete pentru fixare, capete nemultiple, arderi etc.
În normarea consumului de material apar deci două categorii principale de pierderi, și anume:
pierderi și deșeuri de materiale specifice tehnologiei de prelucrare a pieselor;
pierderi și deșeuri de materiale care au loc la debitarea (pregătirea) semifabricatului.
Pe baza acestor pierderi și deșeuri de materiale, norma de consum se poate exprima în forma:
Nc = Cu + Pt + Pd (4.2)[3]
În care:
Cu – consumul util de materiale;
Pt – suma pierderilor și deșeurilor de materiale specifice tehnologiei de prelucrare;
Pd – suma pierderilor și deșeurilor la debitarea semifabricatelor.
Stabilirea pierderilor de material în procesul tehnologic de prelucrare a pieselor se face pe baza documentației tehnice, concomitent cu întocmirea tehnologiei de prelucrare. După întocmirea tehnologiei de prelucrare a pieselor trebuie să se cunoască exact dimensiunile semifabricatului.
Pierderile de materiale specifice lucrărilor de debitare se determină ținând seama de starea materialului inițial și de procedeul de debitare al semifabricatului.
4.2 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL ÎN LUCRĂRILE DE DEBITARE A SEMIFABRICATELOR
a) Analiza pierderilor și a deșeurilor de metal
Debitarea este operația care constă în detașarea (tăierea) dintr-un material a unui semifabricat sau piesă la dimensiunile necesare.
În uzinele constructoare de mașini, debitarea materialelor se execută pe ferăstraie circulare, alternative, foarfece combinate, prese; se folosește de asemenea tăierea cu flacără, oxiacetilenică, tăierea la strunguri cum și la alte utilaje speciale.
Cunoașterea pierderilor de materiale la aceste operații este foarte importantă; pe baza lor se prevăd adaosuri corespunzătoare, care, însumate la greutatea semifabricatului, constituie materialul necesar pentru executarea piesei respective.
La debitarea semifabricatelor sau pieselor de formă liniară pot lua naștere următoarele deșeuri și pierderi de metal:
a. Pierderi prin tăiere, corespunzătoare lățimii tăieturii materialului inițial. Mărimea pierderilor prin tăiere depinde de procedeul de debitare (cu ferăstrău, foarfece combinate, cuțit de retezat, tăiere oxiacetilenică) și de dimensiunea secțiunii transversale a semifabricatului. Lățimea tăierii pentru diferite procedee de debitare este indicată în tabelele 7—10 [3].
Cele mai mari pierderi de material au loc la tăierea cu flacără oxiacetilenică și cu ferăstrăul circular. Sub aspectul economiei de metal, este mai avantajos a înlocui aceste procedee prin tăierea cu foarfece sau prese, unde pierderile de material sunt foarte mici.
b. Deșeuri prin capete de fixare, provenite din capătul barei materialului necesar pentru strângere la debitarea ultimului semifabricat. Mărimea acestor deșeuri depinde de construcția utilajului la care se execută debitarea (lățimea dispozitivului de strângere, plus distanța de la dispozitiv la scula de tăiere).
În multe cazuri, drept capăt de fixare în timpul tăierii poate fi utilizat:
ultimul semifabricat, care se taie prin întoarcerea la 180° și fixare în dispozitivul de strângere; se folosește dacă lungimea semifabricatului este cel puțin egală sau mai mare decât dimensiunea necesară fixării în dispozitiv;
capătul rămas din cauza indivizibilității barei (capătul nemultiplu), dacă este egal sau mai mare decât dimensiunea necesară de prindere.
La debitarea semifabricatelor la ferăstraie circulare și foarfece, lungimile de fixare se prevăd în următoarele valori:
pentru ferăstraie circulare d + 65 mm;
pentru foarfece combinate 100 mm.
c. Deșeuri de material prin capete oblice, care provin din neregularitatea capetelor frontale a barelor livrate, care urmează să fie tăiate pentru a obține o suprafață plană și perpendiculară pe axa geometrică a semifabricatului. De aceste deșeuri se va ține seama în cazurile în care procesul tehnologic de transformare a semifabricatelor reclamă capete drepte și plane. La debitarea semifabricatelor destinate pentru forjă, de exemplu adaosul necesar, se prevede numai în cazul matrițării frontale a pieselor.
În cazul barelor la care rezultă capete nemultiple, pierderile pentru capete oblice se iau în considerare la un singur capăt al barei.
Mărimea pierderilor prin capete oblice se determină luând în considerare că planul de neregularitate al capătului formează cu axa barei un unghi de 250.
Lungimea medie a capătului oblic se poate calcula cu relația:
l2 = t + d/2 tg250 = t + 0,23 d (4.3)[3]
În care:
t – lățimea de tăiere;
d – diametrul barei.
d. Deșeuri de material rezultate din capetele nemultiple, care sunt legate de imposibilitatea împărțirii barei, livrate la dimensiuni de fabricație conform STAS, într-un număr întreg de semifabricate sau piese, în raport cu lungimea de tăiere. Deșeurile prin capetele nemultiple reprezintă o parte însemnată din totalul pierderilor de material la debitare, având o pondere de 2—4% din greutatea semifabricatului pentru lungimile de fabricație a barelor rotunde, pătrate și hexagonale.
Deșeurile de materiale datorite capetelor nemultiple cresc la aceeași lungime a barei cu lungimea semifabricatului debitat. Din acest motiv, pentru lungimi mai mari ale semifabricatelor este necesar să se facă aprovizionarea cu bare la lungimi fixe sau multiple.
O măsură eficientă în reducerea pierderilor prin capete nemultiple o constituie debitarea combinată a barelor, când deșeurile de capete se utilizează la executarea altor piese. Lungimea capătului nemultiplu este întotdeauna mai mică decât lungimea semifabricatului debitat și poate varia între 0 și l. lungimea adoptată pentru calculul acestui deșeu este:
l3 = (4.4)[3]
e. Deșeuri rezultate din abaterile pozitive ale barelor de la lungimi fixe sau multiple deoarece barele aprovizionate la lungimi fixe, multiple sau compuse au, conform STAS, abateri pozitive de la lungimea livrată. Mărimea acestor abateri este în funcție de lungimea barei și variază în mod obișnuit de la 10 până la 100 mm.
Lungimea corespunzătoare deșeului cauzat de abaterea pozitivă se calculează cu relația
l’3 = 0,5Ap (4.5)[3]
în care Ap este abaterea pozitivă a lungimii barei conform STAS.
f. Pierderi prin ardere, care au loc dacă materialele se debitează, la ciocane sau alte utilaje, în stare caldă. în acest caz, consumul necesar de material se majorează cu coeficientul Ka, a cărui valoare variază în funcție de numărul de încălziri și tipul cuptorului (v. tabela 26). în medie, pentru o singură încălzire se poate lua Ka = 1,02. La reîncălzirea materialelor, valoarea coeficientului se mărește în medie cu o sutime pentru fiecare încălzire repetată.
b) Calculul normelor de consum la debitarea semifabricatelor din materiale cu lungimi de fabricație
Din grupa materialelor cu lungimi de fabricație fac parte barele laminate de diverse profiluri, vergelele și țevile livrate la dimensiuni liniare, în forma în care rezultă în procesul de laminare sau calibrare.
Lungimile de fabricație a barelor nu sunt constante pentru același sortiment de material, putând varia între anumite limite stabilite conform STAS. Astfel de exemplu, pentru un material din oțel rotund 28—50 mm, STAS 333-97, lungimile barelor laminate pot varia de la 3 până la 9 m, admițându-se ca până la 15% din lot să aibă lungimi cuprinse între 1,5 și 3 m.
Pentru calculul normelor de consum din aceste materiale, s-a adoptat ca lungime de calcul lungimea medie a barelor.
Prin lungimea medie a unei bare se înțelege lungimea medie aritmetică obținută din calculul barelor cu lungimea maximă și minimă conform STAS, ținând seama de procentul de livrare a barelor scurte.
Lungimea medie a barelor se determină pe baza formulei:
Lm = (4.6)[3]
În care:
Lm – lungimea medie a barei;
Imax — lungimea maximă a barei, conform STAS;
Imin — lungimea minimă a barei, conform STAS;
K1 – coeficientul de corecție pentru barele scurte;
M — lungimea medie a barelor scurte (barele mai mici decât lungimea minimă,lmin1); valoarea lui M se calculează cu formula:
M = (4.7)[3]
În care:
Imin – lungimea minimă inferioară din grupa barelor scurte;
K1 se poate determina cu formula:
K1 = (4.8)[3]
În care:
P este procentul admis al barelor scurte, conform STAS.
Între K și K1 există următoarea relație:
K = 1 – K1 (4.9)[3]
Lungimile medii pentru diferite materiale sunt date în tabelul 13 [3].
În cazul în care barele livrate de un anumit furnizor au o împrăștiere mai favorabilă decât cea rezultată din tabela 13, conform STAS (cu lungimi medii mai mari), în calculul normei de consum se vor lua lungimile medii efective, nu cele medii rezultate din tabelă.
Luarea în calcul a lungimilor mai mici va trebui bine justificată.
În calculul consumului de material, din bare cu lungimi de fabricație, se practică următoarele metode de normare:
metoda rapoartelor;
metoda coeficienților.
Metoda rapoartelor. Calculul normei de consum prin această metodă se face pe baza raportului între greutatea barei (materialului inițial) și numărul de semifabricate obținute din bara respectivă:
Nc = (4.10)[3]
În care:
Nc – norma de consum pe o piesă, în daN;
Gb – greutatea totală a barei, în daN;
n – numărul de semifabricate obținute dintr-o bară.
Greutatea barei se calculează cu relația:
Gb = (4.11)[3]
Numărul de bucăți semifabricate sau piese rezultate dintr-o bară se determină pe baza formulei:
n = (4.12)[3]
În care:
Lm – lungimea medie a barei, determinată din tabelul 13[3], în mm;
G – greutatea barei, în kgf/rn;
l – lungimea semifabricatului, în mm;
t – lățimea corespunzătoare pierderilor prin tăiere, în mm;
C – lungimea totală a deșeurilor de material prin capete, în mm
Adică:
C = l1 + l2 + l3 (4.13)[3]
unde:
l1 – lungimea deșeului pentru capătul de fixare, în mm;
l2 – lungimea deșeului corespunzătoare capătului oblic al barei, în mm;
l3 – lungimea deșeului pentru capătul nemultiplu al barei, în mm (l3 = 0,5l).
În funcție de natura pierderilor de material care apar la debitare, formulele (4.10)—(4.11) se pot adapta după necesități.
La debitarea fără pierderi prin capete oblice și capete de fixare, formula (4.12) devine:
n = (4.14)[3]
La aceeași debitare fără pierderi prin tăiere, formula capătă forma:
n = (4.15)[3]
La debitarea în stare caldă, formula (4.10) se poate exprima în forma:
Nc = (4.16)[3]
Unde: Ka este coeficientul care ține seama de pierderile care au loc la încălzirea materialului.
Metoda coeficienților. Normarea consumului prin metoda coeficienților dă rezultate mai generalizate, asigurând totuși o precizie destul de mare a calculului pentru materialul consumat (de ordinul sutimilor de procente în raport cu prima metodă).
Formulele de calcul prin această metodă sunt mult simplificate, coeficienții putându-se determina ușor din tabele.
Pe baza acestei metode, consumul tehnologic se poate determina diferențiat, iar norma de consum se obține ca produs între consumul tehnologic și coeficientul pierderilor de material prin capete.
Norma de consum prin metoda coeficienților se calculează pe baza formulei:
Nc = Ct Kd (4.17)[3]
În care:
Ct – consumul tehnologic (greutatea semifabricatului debitat inclusiv pierderile prin tăiere), în daN/buc;
Kd – coeficientul care ține seama de pierderile de material prin capete, la debitare.
Consumul tehnologic se calculează cu relația:
Ct = (4.18)[3]
Coeficientul Kd se determină pe baza formulei:
Kd = (4.19)[3]
Parametrii l, t, G, Lm și C au aceeași semnificație ca în formulele (4.11) – (4.12).
Valoarea coeficientului Kd se poate determina direct din tabelul 14 [3], în funcție de lungimea medie a barei și lungimea C a deșeurilor de capete.
Determinarea coeficientului Kd se face în felul următor: Lungimea medie a barei rezultată din tabelul 12 [3], se rotunjește în sus până la valoarea lungimii medii din tabelă. Lungimea C a deșeurilor de capăt se rotunjește în jos corespunzător valorii apropiate din tabelul 14 [3].
Formulele (4.17) – (4.19) se pot adapta în funcție de natura pierderilor la debitare după același procedeu ca la metoda rapoartelor.
c) Calculul normelor de consum la debitarea semifabricatelor din materiale cu corespondență dimensională liniară
Din grupa materialelor cu corespondență dimensională liniară fac parte: barele, vergelele și țevile care se livrează în lungimi fixe, multiple sau compuse.
EXEMPLE DE CALCUL
Piesa 1 – cazul 1. Se va calcula norma de consum pentru executarea unei piese din oțel rotund 30, STAS 333-97, lungimea semifabricatului fiind de 216 mm. Semifabricatul se debitează la fierăstrăul circular. Se calculează norma de consum prin metoda rapoartelor, conform formulei (4.10). Calculul greutății barei se face pe baza lungimii medii determinată din tabelul 13 [3].
Fig. 4.1 Piesă din oțel rotund 30
Date inițiale:
lungimea medie determinată, Im = 5 437 mm;
greutatea pe metru liniar a barei, G = 5,55 daN/m.
Gb = daN
Calculul numărului de semifabricate care se pot debita din bară se face pe baza pierderilor prin tăiere și ale deșeurilor de capete.
Lățimea de tăiere pentru – debitarea la ferăstrăul circular se determină din tabelul 7 [3] (t=4 mm).
Întrucât lungimea semifabricatului este suficientă pentru a servi drept capăt de fixare în dispozitivul de strângere al mașinii, nu se prevăd deșeuri prin capete de fixare. Lungimea capătului strivit al barei se obține din tabelul 11 [3] (/2 = 12 mm).
Lungimea capătului nemultiplu se ia egală cu 0,5 din lungimea semifabricatului (considerând că nu există alte semifabricate cu lungimi mai mici, debitate în același lot) (l3 = 108 mm).
Lungimea totală a deșeurilor de capete este
C = l2+l3 = 12 + 108 = 120 mm.
Numărul de semifabricate care se pot debita din bară se determină pe baza formulei (4.12):
n =
Pe baza greutății barei și a numărului de semifabricate se determină norma de consum:
Nc = daN
Piesa 1 – cazul 2. Se va calcula consumul tehnologic și norma de consum prin metoda coeficienților pentru debitarea aceluiași semifabricat.
Consumul tehnologic se calculează pe baza formulei (4.18):
Ct = daN
Norma de consum prin metoda coeficienților se calculează după formula (4.17):
Nc= Ct Kd
Valoarea coeficientului de pierderi prin capete Kd se determină din tabelul 14 [3]. Pentru C=120 și Im = 5437 se găsește Kd = 1,0223.
Nc = 1,221 1,0223 = 1,2249 daN
Norma de consum calculată prin metoda coeficienților are o valoare mărită cu 0,07% față de norma de consum calculată prin metoda rapoartelor.
Piesa 2. Se va calcula norma de consum pentru executarea unei piese din oțel pătrat 50, STAS 334-99, lungimea semifabricatului fiind de 720 mm. Piesa se execută în serie mare, prin debitare din bare cu lungimi multiple. Debitarea se execută la prese.
Se mai dă greutatea pe metru liniar a barei, G = 19,6 daN/m.
Semifabricatele debitându-se la presă, nu se prevăd pierderi prin tăiere. Lungimea semifabricatului este suficientă pentru prinderea în dispozitivul de strângere al presei; deci nu se prevăd nici pierderi prin capete de fixare. Deoarece tehnologia de prelucrare a piesei nu reclamă capete plane, lipsesc de asemenea și deșeurile prin capete oblice. Ca pierderi prin capete se prevăd numai deșeurile rezultate din abaterea pozitivă de la lungimea barelor.
La stabilirea lungimii multiple a barei se ține seama de lungimile care se pot livra conform STAS 334-89, tabelul 15 [3].
Pentru o lungime de 6 m, numărul posibil al semifabricatelor dintr-o bară va fi:
n = bucăți
Lungimea necesară a barei este:
L = l n = 720 8 = 5760 mm.
Pentru bare cu lungimi sub 6 m, conform STAS, se prevede o abatere de 75 mm. Norma de consum pe piesă se calculează cu relația (4.22):
Nc = = 14,207 daN
4.3 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA PRELUCRĂRILE MECANICE
Uzinarea pieselor din materiale cu formă liniară în atelierele mecanice se realizează la mașini de strunjit, mașini de frezat, mașini de rabotat, de rectificat, precum și alte mașini-unelte speciale, în aceste sectoare se prelucrează și semifabricatele turnate, forjate și matrițate.
Determinarea consumului de materiale laminate sau calibrate, în sectoarele prelucrătoare, constă în a stabili lungimea necesară sau greutatea semifabricatului pentru prelucrarea în starea finită.
Consumul de material corespunzător greutății semifabricatului se poate exprima cu următoarea formulă generală:
Gs = Cu +PP (4.40)[3]
În care:
Gs – greutatea semifabricatului, în kgf;
Cu – consumul util (greutatea piesei finite), în kgf;
Pp – suma pierderilor de material la prelucrarea semifabricatului, în kgf.
a) Analiza pierderilor și a deșeurilor de metal
La executarea pieselor direct din materiale de formă liniară, cu ocazia operațiilor specifice prelucrărilor mecanice au loc următoarele pierderi și deșeuri mai importante de metal:
deșeuri rezultate din adaosurile de prelucrare și din surplusul de material la dimensiunile transversale ale pieselor;
deșeuri rezultate din adaosurile de prelucrare la lungimea finită a pieselor;
deșeuri prin capetele de fixare, la prelucrarea pieselor de mașini-unelte;
deșeuri de material rezultate în urma reglării operațiilor tehnologice la
mașinile automate.
a. Deșeurile rezultate din adaosurile de prelucrare și din surplusul de material reprezintă stratul de material care trebuie îndepărtat în formă de așchii, pentru a asigura precizia dimensională și calitatea necesară pieselor (fig.4.2).
Fig. 4.2 Semifabricat pentru executarea unei piese
La prelucrările mecanice ale pieselor din material plin direct din materiale laminate, deșeurile rezultate prin îndepărtarea surplusului de material reprezintă un consum de material important, comparativ cu alte procedee (matrițare, ștanțare, ambutisare, turnare, forjare). Reducerea acestor deșeuri se realizează prin alegerea corectă a dimensiunii semifabricatului și a procedeelor de prelucrare, care trebuie să ducă la micșorarea diferenței dintre greutatea brută și greutatea netă a piesei.
La prelucrarea pieselor prin așchiere, din materiale laminate, ponderea cea mai mare o au materialele cu profil rotund. Adaosurile de prelucrare pentru aceste materiale sunt date în tabelele 21 și 22[3].
b. Deșeurile de material rezultate din adaosurile de prelucrare la lungimea finită a pieselor apar la prelucrarea suprafețelor frontale a pieselor după debitare. Mărimea acestor pierderi depinde de procedeul de debitare, calitatea prelucrării și precizia lungimii piesei. în tabelul 23 [3], sunt prevăzute adaosurile de prelucrare care se iau în considerare la determinarea lungimii semifabricatelor.
c. Deșeurile prin capetele de fixare la prelucrarea pieselor reprezintă capătul final al barei necesar pentru prindere în mașină, la prelucrarea ultimei piese.
La prelucrarea din vergele a pieselor pe strungurile cu vârf și strungurile revolver, aceste pierderi de cele mai multe ori se pot evita, prin debitarea a două piese într-un semifabricat, care urmează să fie prelucrat prin întoarcere și apoi retezat la strung.
La mașinile automate, aceste deșeuri nu se pot evita, de aceea ele trebuie să fie luate în considerare. Lungimea capetelor de fixare în cazul prelucrării mecanice variază în funcție de tipul mașinii la care se execută prelucrarea (v. tabelul 24)[3].
d. Deșeurile de material rezultate în urma reglării operațiilor tehnologice la mașinile automate, apar la reglarea acestor mașini, în producția de serie mare și masă. în cazul mașinilor automate, greutatea acestor deșeuri nu depășește 0,5 % din consumul total de material pe reper.
b) Calculul dimensiunii semifabricatelor în operațiile de prelucrare a pieselor prin așchiere
La prelucrarea pieselor din materiale de formă liniară, stabilirea dimensiunilor transversale a semifabricatului se face în funcție de dimensiunile piesei finite și a adaosului de prelucrare. La această stabilire trebuie să se țină seama de dimensiunile standardizate a materialelor.
Lungimea semifabricatului se stabilește în funcție de lungimea finită a piesei, la care se adaugă adaosurile pentru prelucrarea suprafețelor frontale, dacă acestea sunt necesare.
Lungimea semifabricatului se calculează pe baza relației:
l = l0 + ap (4.41)[3]
În care:
l – lungimea semifabricatului, în mm;
l0 – lungimea piesei finite, în mm;
ap – lungimea adaosului pentru prelucrarea suprafețelor frontale ale piesei, în mm.
Pe baza dimensiunii semifabricatelor stabilite la prelucrările mecanice, norma de consum se calculează după metodologia prezentată la paragraful 4.2.
EXEMPLE DE CALCUL
Piesa 3. Se va calcula consumul tehnologic, norma de consum, coeficientul de utilizare a materialului și greutatea specifică a deșeurilor la executarea axului din figura 4.3.
Fig. 4.3 Piesa – ax
Piesa se execută din oțel laminat la cald OL50, 85, STAS 333-57. Debitarea semifabricatului se face la fierăstrăul circular.
Lungimea semifabricatului se stabilește în funcție de lungimea piesei finite și de adaosul de prelucrare pentru strunjirea suprafețelor frontale și se ia din tabelul 23 [3], (l0 = 353 mm; ap = 4 mm; l = 357 mm).
Se va face calculul pierderilor la debitare, lățimea tăieturii se determină din tabelul 7[3], (t = 5 mm).
Lungimea semifabricatului fiind suficientă pentru fixarea în dispozitivul de strângere a fierăstrăului, nu se prevăd deșeuri prin capete de fixare.
Nu se prevăd nici pierderi prin capete oblice.
Deșeurile prin capete nemultiple se determină în funcție de lungimea cea mai mică a piesei care se execută din același sortiment de material. Împreună cu piesa ax, se debitează în același lot semifabricatele având următoarele lungimi: 280 mm; 224 mm și 96 mm. În acest caz, pierderile prin capetele nemultiple se iau egale cu 0,5 din lungimea cea mai mică a semifabricatului:
l3 = 0,5 96 = 48 mm.
Deșeurile de capăt sunt:
C = l3 = 48 mm.
Lungimea medie a barei se determină din tabelul 13 [3] (Lm = 4 587 mm). Valoarea coeficientului Kd se determină în funcție de mărimea deșeurilor de capăt și lungimea medie a barei (Kd= 1,0106) (v. tabelul 14). Consumul tehnologic va fi:
Ct = daN
Norma de consum va fi:
Nc = Ct Kd = 16,109 1,0106 = 16,279 daN
Coeficientul de utilizare a materialului se determină din raportul dintre consumul util și consumul corespunzător normei de consum:
K =
Greutatea deșeurilor se determină prin diferența dintre norma de consum și consumul util de materiale (greutatea netă):
Gd = Nc – Cu = 16,279 — 14,495 = 1,784 daN
Greutatea specifică a deșeurilor va fi:
D = %
Piesa 4. Se calculează norma de consum pentru executarea piesei – bolț, din figura 4.4. Piesa se execută din oțel carbon, laminat la cald, 36 STAS 333-97. Debitarea se face în semifabricate grupate pentru doua piese care se execută la strungul revolver.
Fig. 4.4 Piesa – bolț
Lungimea semifabricatului grupat se calculează cu relațiile:
lg = (l + t) m; l = l0 + ap.
Lățimea tăieturii la tăierea cu cuțitul de retezat se obține din tabelul 8 [3], (t = 3,5 mm; l0 = 86 mm). Adaosul de prelucrare se determină din tabelul 23[3], pentru capetele tăiate la ferăstrăul circular ap/2 = 1,5 mm; pentru capetele retezate la strung ap/2 = 0,6 mm.
Lungimea totală a adaosurilor de prelucrare pentru capete este:
lt = 3 + 1,2 = 4,2 mm;
l = 86 + 4,2 = 90,2 mm;
lg = (90,2 + 3,5) 2 = 187,4 mm.
Se determină deșeurile de material la debitarea semifabricatului considerând lățimea tăieturii pentru tăierea la ferăstrăul circular se determină din tabelul 7 [3], (t=4). Capetele de fixare și capetele oblice nu se iau in considerare.
Lungimea capătului nemultiplu este egală cu 0,5 din lungimea semifabricatului grupat:
l3 = C = 93,7 mm.
Se determină greutatea barei considerând greutatea pe metru liniar al materialului este G=7,99 kgf/m. Lungimea medie a barei se obține din tabelul 13 [3], (Lm = 5437 mm).
Gb = kg
Determinarea numărului de semifabricate care se pot obține din bară:
n = bucăți
Norma de consum prin metoda rapoartelor, în cazul debitării semifabricatelor grupate, se calculează după formula:
Nc = kg
=== Capit.5 ===
CAPITOLUL 5
NORMAREA CONSUMULUI DE METAL ÎN
PRODUCȚIA DE PIESE FORJATE
5.1 CONSIDERAȚII GENERALE
Forjarea este procedeul de prelucrare prin deformarea plastică a unui metal sau aliaj, în stare caldă sau rece. în construcția de mașini, prin acest procedeu se prelucrează circa o treime din totalul oțelului elaborat.
Mărimea consumului de metal și metodologia de calcul al normelor de consum pentru piesele forjate depind de utilajul folosit și de tehnologia de forjare.
După natura utilajului folosit și în funcție de tehnologia adoptată, operațiile de forjare se încadrează în următoarele grupe principale:
forjarea liberă;
forjarea în matrițe (matrițarea);
forjarea la mașini orizontale;
forjarea la mașini speciale;
presarea, ambutisarea și ștanțarea.
În producția de piese forjate o extindere mare au început sa capete metodele înaintate de forjare, ca: forjarea în matrițe, forjarea la mașini de forjat orizontale și laminarea profilurilor periodice la mașini speciale. Forjarea liberă, unde pierderile de material sunt foarte mari, tinde să fie înlocuită tot mai mult cu forjarea în matrițe la prese și ciocane, la mașini orizontale de forjat, precum și la alte mașini speciale.
Materialele principale utilizate în producția de piese forjate sunt:
laminatele din oțeluri carbon și aliate în formă de bare, blumuri, brame și țagle;
bare trase, pentru executarea prin refulare a buloanelor, șuruburilor și a altor piese speciale;
lingouri din oțeluri carbon și aliate;
metale neferoase (cuprul și aliajele cuprului, aliajele de aluminiu și aliajele de zinc).
Normele de consum în producția de piese forjate se calculează în două etape: în prima etapă, pe baza procesului tehnologic se determină greutatea, respectiv dimensiunile semifabricatului inițial, în a doua etapă se calculează norma de consum pe piesă sau produs, ținând seama de pierderile provenite la debitarea semifabricatului inițial.
5.2 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA FORJAREA LIBERĂ A PIESELOR
a) Analiza pierderilor și a deșeurilor de metal
În procesul tehnologic de forjare liberă a pieselor au loc următoarele pierderi și deșeuri principale de metal:
a. Deșeuri datorite adaosului de prelucrare. Adaosul de prelucrare este stratul de material care se prevede pe suprafețele unei piese pentru a asigura după prelucrarea prin așchiere, dimensiunile și gradul de precizie urmărit.
Mărimea adaosurilor de prelucrare la forjarea liberă este condiționată de următorii factori: forma și dimensiunile piesei, gradul de precizie a lucrării, calitatea materialului folosit, starea semifabricatului și felul utilajului.
Mărimea adaosurilor de prelucrare și abaterile limită pentru piesele executate din oțeluri obișnuite se stabilesc conform STAS 2179-1989.
Valorile indicate în STAS reprezintă limita maximă admisă a adaosurilor. Dacă condițiile locale permit, se pot folosi adaosuri mai mici, cu toleranțe mai strânse.
b. Deșeuri datorite adaosurilor tehnologice. Adaosurile tehnologice sunt necesare la anumite suprafețe sau părți ale piesei finite care, în mod obișnuit, nu se pot executa prin operații de forjare liberă, de exemplu scobiturile, cepurile prea scurte și găurile de diametru mic. Prin adaosurile tehnologice, forma pieselor care urmează a fi forjate se adaptează la posibilitățile de forjare, urmând ca acestea să fie îndepărtate prin așchii, la prelucrarea mecanică.
În calculul consumului de metal, adaosurile tehnologice se iau în considerare la stabilirea adaosurilor de prelucrare.
c. Pierderi prin arderea materialului la încălzire. Încălzirea semifabricatelor în vederea forjării este însoțită de pierderi de metal prin oxidare, în formă de arsură sau scorie. Procentul acestor pierderi este foarte diferit și variază în funcție de procedeele de încălzire, felul încălzirii, precum și de numărul încălzirilor necesare pentru executarea piesei forjate.
În operațiile de forjare, pierderile de metal prin oxidare reprezintă în medie 2 – 2,5% din greutatea semifabricatului inițial, pentru prima încălzire, și 1 – 1,5% din greutatea semifabricatului, pentru fiecare reîncălzire.
Pierderile de metal prin ardere sunt proporționale cu durata încălzirii și cu numărul de încălziri și invers proporționale cu viteza de încălzire și temperatura cuptorului. De aceea trebuie scurtată în primul rând durata de încălzire.
Tipul cuptorului și al combustibilului folosite influențează de asemenea pierderile prin ardere. În tabelul 26 [3], sunt date pierderile prin ardere, procentual din greutatea semifabricatului, la diferite tipuri de cuptoare.
O importanță deosebită în reducerea pierderilor de metal prin ardere trebuie să se dea metodelor noi de încălzire, ca: încălzirea fără oxidare în atmosferă de protecție, încălzirea rapidă cu flacără și încălzirea electrică prin inducție și contact.
d. Deșeuri datorite dopurilor perforate. În cazul forjării pieselor, perforarea dopurilor, în formă de inele sau bucșe, prin străpungerea semifabricatului cu ajutorul poansoanelor sau dornurilor implică consum de material în plus.
Secțiunea dopului, ca formă și dimensiune, este egală cu cea a dornului cu care se execută prima perforare. La perforarea prin întoarcere (pe două suprafețe), grosimea dopului reprezintă aproximativ 1/3 din volumul găurii perforate. La perforarea dintr-o singură lovitură, grosimea dopului este egală cu cea a materialului.
Greutatea teoretică a deșeurilor provenite din dopuri se poate determina din tabelul 27 [3]. Dopurile, în mod obișnuit, constituie deșeuri care pot fi recuperate la executarea altor piese.
e. Deșeuri prin adaosuri suplimentare la forjarea pieselor speciale, în cazul forjării unor piese profilate sau de formă specială, în afara adaosurilor de prelucrare obișnuite sunt necesare .și alte adaosuri suplimentare, fără de care nu s-ar putea forja piesa respectivă.
Astfel de adaosuri sunt specifice arborilor cotiți, la care, după forjarea fusurilor, este necesar să se decupeze prin tăiere o porțiune din material pentru a ușura forjarea manetoanelor. Părțile tăiate ale semifabricatului constituie deșeuri care se pot recupera prin executarea altor piese.
Prin elaborarea unei tehnologii raționale de forjare și utilizarea unor scule adecvate sau prin forjarea în matrițe, aceste deșeuri pot fi mult reduse.
Greutatea corespunzătoare a adaosurilor suplimentare se calculează în raport cu volumul deșeurilor decupate, la care trebuie să se țină seama de pierderile prin tăiere, în cazul în care decuparea are loc prin așchiere sau tăiere oxiacetilenică.
f. Deșeuri provenite din adaosul pentru probe și încercări mecanice. La piesele forjate care sunt supuse la solicitări grele în timpul funcționării sau au o mare importanță în funcționare se prevăd probe și încercări mecanice.
Probele și încercările necesare se execută prin epruvete, ale căror dimensiuni sunt stabilite în standarde.
La executarea epruvetelor, în cazul forjării pieselor ușoare, în mod obișnuit se folosește una din piesele lotului respectiv. Pentru piesele grele se prevede un adaos special, care, înainte de prelucrarea piesei, se detașează, executându-se astfel epruveta. Greutatea materialului necesar pentru epruvete depinde de dimensiunea epruvetelor care se cer, de tipul încercărilor, precum și de numărul încercărilor prevăzute în caietul de sarcini.
b) Calculul dimensiunii semifabricatelor la forjarea liberă din materiale laminate
Semifabricatul necesar pentru executarea unei piese forjate se determină prin calcul, ținând seama de greutatea netă a piesei, de adaosurile de prelucrare și tehnologice și de pierderile de metal în cursul operațiilor de forjare.
La stabilirea dimensiunii semifabricatului trebuie să se acorde o atenție deosebită, deoarece o lipsă de material ar putea duce la rebuturi, iar orice cantitate de metal în plus, la o risipă nejustificată.
Volumul semifabricatului la forjarea pieselor din material laminat se calculează pe baza formulei
Vs = (Vf +Vd) Ka (5.1)[3]
În care:
Vs – volumul semifabricatului inițial, în cm3;
Vf – volumul piesei forjate (volumul piesei finite, plus adaosul pentru prelucrarea mecanică), în cm3.
Vd – volumul restului de deșeuri cauzate de tehnologia de forjare a piesei (bavuri, dopuri perforate etc), în cm3;
Ka – coeficientul care ține seama de pierderile prin ardere la încălzirea materialului (v. tabelul 26 [3]).
Calculul dimensiunii semifabricatului se face în funcție de procedeul de forjare a pieselor.
La forjarea pieselor prin întindere (arbori, axe, bare), suprafața secțiunii transversale a semifabricatului se determină din inegalitatea:
Ss C Smax (5.2)[3]
În care:
Ss – secțiunea transversală a semifabricatului inițial,
C – gradul de forjare, care se determină din STAS 1097-92;
Smax – secțiunea transversală corespunzătoare dimensiunii maxime a piesei forjate, în cm2.
Pe baza secțiunii semifabricatului se determină dimensiunea transversală pentru semifabricate cu secțiune circulară:
d = 1,08 (5.3)[3]
Se determină dimensiunea transversală pentru semifabricate cu secțiunea pătrată:
a = (5.4)[3]
Lungimea semifabricatului se determină cu relația:
l = (5.5)[3]
La forjarea pieselor prin refulare (discuri, inele, flanșe), calculul dimensiunii semifabricatului se face plecând de la raportul l/d, care trebuie să aibă următoarele valori:
l/d = 1,25 …… 2,5 (5.6)[3]
l/a = 1,25 …… 2,5 (5.7)[3]
În care:
l – lungimea semifabricatului;
d – diametrul semifabricatului;
a – latura semifabricatului pătrat.
Din relațiile (5.5) și (5.6) se deduc formulele pentru calculul dimensiunii transversale a semifabricatului, pentru semifabricatele cu secțiune rotundă:
d = 0,8 …… 1,0 (5.8)[3]
Se deduc formulele pentru calculul dimensiunii transversale a semifabricatului, pentru semifabricatele cu secțiune pătrată:
a = 0,75 …… 0,90 (5.9)[3]
Lungimea semifabricatului se determină după formula (5.5).
c) Calculul normelor de consum la forjarea liberă din lingouri
La forjarea liberă a pieselor de volum mare se utilizează ca material inițial lingouri turnate din oțel. Consumul de metal la forjarea liberă din lingouri se calculează pe baza formulei
Nc = GL/l (5.10)[3]
în care:
Nc – norma de consum pe piesă, în kg;
GL – greutatea lingoului, în kg;
n – numărul de piese executate dintr-un lingou.
În cazul executării unei singure piese dintr-un lingou, norma de consum este egală cu greutatea lingoului respectiv:
Nc = GL (5.11)[3]
Greutatea lingoului se determină după formula:
GL = (5.12)[3]
în care:
Gt – greutatea piesei forjate, în kg;
p1 – suma pierderilor prin orificiile de la capul și piciorul lingoului, în procente din greutatea lingoului (tabelul 29 [3]);
p2 – suma pierderilor prin ardere și deșeuri la forjarea pieselor, în procente din greutatea piesei forjate.
În cazul pieselor executate în serie mică și unicate, greutatea lingoului se poate determina cu relația
GL = Gf Kf0, (5.13)[3]
În care:
Kf0 – coeficientul care ține seama de pierderile globale de material la forjarea pieselor din lingou (pierderi prin ardere, deșeuri), valoarea coeficientului Kf se determină din tabelul 30 [3].
La determinarea dimensiunii lingourilor se va ține seama de gradul de forjare, care la piesele forjate din aceste materiale trebuie să fie cel puțin egal cu 2, pentru corpul de bază al piesei, și de minimum 1,5, dacă se consideră secțiunea corpului de bază împreună cu alte porțiuni care ies din corpul de bază al piesei.
Deșeurile rămase la forjarea din lingou se vor valorifica prin executarea altor piese. Greutatea și dimensiunile lingourilor frecvent întrebuințate sunt indicate în tabelul 31 [3].
d) Calculul normelor de consum la forjarea pieselor în producția de serie mică și unicate
La forjarea pieselor în producția de serie mică sau unicate, determinarea deșeurilor și pierderilor de metal este mai indicata a se efectua după coeficienți generalizați, care să exprime o valoare globală a acestora.
Norma de consum în acest caz se calculează după formula:
Nc = Gf Kr Kt (5.14)[3]
În care:
Kf – coeficientul pierderilor prin ardere și a deșeurilor rezultate în procesul de forjare (tabelul 32 [3]);
Kt – coeficientul pierderilor de metal la debitare (tabelul 19 [3]).
Mărimea coeficientului Kf s-a stabilit ținând seama de următoarele considerații:
forjarea pieselor se execută la ciocane acționate mecanic (cu arc, cu aer comprimat, cu abur) și la prese de tonaj mijlociu și mare;
încălzirea semifabricatelor are loc în cuptoare închise, unde combustibilul pentru încălzire este păcura;
materialele utilizate sunt laminate din oțeluri carbon obișnuite și aliate de construcție.
Piesa 1. Se cere să se calculeze dimensiunile semifabricatului inițial pentru forjarea liberă a axului din figura 5.1. Axul se execută din OL 50, STAS 500-89.
Fig.5.1 Piesa – ax forjat
În funcție de dimensiunile piesei finite se stabilește adaosul de prelucrare, conform STAS 2171-89. În funcție de adaosul de prelucrare se calculează volumul piesei forjate:
Vf = (11,42 40,8 + 15,72 34,8 + 202 28 + 13,42 38,8) 1,25 = 25 003 cm3.
Pierderile prin ardere la încălzirea materialului se determină din tabelul 26. Considerând că axul se forjează din două încălziri, se ia în medie Ka = 1,03.
Volumul semifabricatului pentru o piesă se calculează cu formula
VS = Vf Ka= 25 003 1,03 = 25 753 cm3
Pentru un grad de forjare cu valoarea minimă de 1,5, secțiunea semifabricatului va trebui să fie:
Ss 1,5 Smax
Se determină secțiunea piesei forjate pentru diametrul maxim 200:
Smax = cm2
Secțiunea semifabricatului, în funcție de gradul de forjare ales, va fi:
Ss = 1,5 314 = 471 cm2
Axul se execută din semifabricat cu secțiunea pătrată, având latura pătratului:
a =cm
Conform STAS 334 – 89, se alege a = 220 mm căreia îi corespunde Ss = 484 cm2.
Secțiunea semifabricatului ales de 220×220 va asigura forjarea axului prin întindere cu un grad de forjare C 1,5. Se determină lungimea semifabricatului:
l = cm
Piesa 2. Se va calcula norma de consum pentru forjarea piesei din fig. 14. Piesa se execută din OL 42, STAS-500-49, prin forjare liberă la ciocane.
Fig.5.2 Piesa – inel forjat
Se vor determina dimensiunile semifabricatului. Se stabilește adaosul de prelucrare în funcție de dimensiunile piesei finite, conform STAS 2171-89.
Pe baza desenului de forjare se determină volumul piesei brute, inclusiv volumul deșeului prin dopul perforat:
Vf + Vd = cm3
Semifabricatul pentru executarea piesei este încălzit de două ori, în cele două încălziri fiind cuprinsă și tăierea care se execută la ciocane. Valoarea coeficientului Ka se determină din tabelul 26 [3], majorată cu 50% pentru încălzirea a doua (Ka = 1,03). Volumul total al semifabricatului:
Vs = (Vf + Vd) Ka = 25908 1,03 = 26685,24 cm3
Considerând că piesa se execută din oțel laminat în blumuri, latura pătratului:
a = 0,9
Se alege, conform STAS 436 – 89, a = 270 mm, căreia îi corespunde Ss = 729 cm2. Lungimea semifabricatului inițial pentru o piesă va trebui să fie:
l =
Din pastila rezultată la perforarea piesei din fig. 5.2 se execută două inele necesare aceluiași produs (fig. 5.3).
Pastila se forjează la 320×100, perforându-se la 165 mm, în semifabricat pentru două bucăți inele.
Calculul normei de consum. Având în vedere că din același semifabricat se execută și piesele din figura 5.3, norma de consum se calculează pe produs.
Fig.5.3 Piesa – inel
Piesele se execută din blumuri cu lungimi de fabricație, lungimea medie de calcul fiind de 3750 mm (tabelul 13 [3]).
Pierderile prin capătul nemultiplu se iau egale cu 0,5 din lungimea semifabricatului:
l3 = 0,5 l = 0,5 366 = 183 mm
Deoarece nu există alte pierderi prin capete, valoarea deșeului de capete, C = 183 mm.
Numărul semifabricatelor rezultate dintr-o lungime medie a materialului inițial se calculează cu formula (4.12):
n = bucăți
Greutatea totală a unei bare:
Gb =
Norma de consum pe produs (pentru toate cel trei piese) va fi:
Nc =
Piesa 3. Să calculează norma de consum pentru forjarea unui arbore cotit din oțel turnat în lingou. Greutatea arborelui cotit în stare brută este de 2270 kg.
Pierderile de metal prin deșeuri și ardere la forjarea arborelui cotit se determină din tabelul 30 [3]. Pentru o singură încălzire, Kf0= 1,70.
Arborele se execută prin forjare din patru încălziri; în acest caz, valoarea coeficientului Kf0 se mărește cu 0,03 (corespunzător a trei încălziri în plus):
Kf0= 1,73
Greutatea necesară a lingoului se calculează:
GL = Gf K!o = 2270 1,73 = 3927,10 kg
Din tabelul 31, [3], se alege un lingou corespunzător cu greutatea de 4000 kg și 550 mm.
Norma de consum pentru forjarea arborelui cotit este egală cu greutatea lingoului:
Nc = GL = 4000 kgf
5.3 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL LA FORJAREA PIESELOR ÎN MATRIȚE
a) Analiza pierderilor și a deșeurilor de metal
Matrițarea este o formă avansată a forjării, caracteristică producției de serie. Conform acestui procedeu, deformarea materialului se face prin presiune, iar curgerea este limitată de o sculă, numită matriță.
În procesul tehnologic de forjare în matrițe au loc următoarele pierderi și deșeuri de metal.
a. Deșeuri datorite adaosului de prelucrare. La forjarea pieselor în matrițe adaosul de prelucrare este condiționat de complexitatea piesei, clasa de precizie, calitatea materialului, tipul mașinii, precum și de gradul de uzură a sculelor.
Tendința actuală în executarea pieselor matrițate este reducerea la minimum și chiar înlăturarea adaosurilor de prelucrare pentru așchiere. Aceasta este posibil, în primul rând, prin executarea pieselor finite direct prin matrițarea de precizie și, în al doilea rând, prin aplicarea, în locul așchierii, a unor operații de calibrare la rece, după matrițare.
Matrițarea de precizie la cald asigură în suficientă măsură precizia cerută dimensiunilor piesei și chiar și calitatea necesară a pieselor, fără nici o prelucrare ulterioară. Adaosul de prelucrare pentru așchiere este necesar numai în cazul în care piesa are toleranțe prea strânse, care depășesc precizia realizabilă prin matrițare sau când calitatea suprafeței piesei matrițate nu corespunde condițiilor impuse.
Adaosurile de prelucrare pentru piesele matrițate sunt stabilite în STAS 1299 – 90.
b. Pierderi datorite înclinării constructive a pieselor. Înclinările constructive ale pieselor constituie alte surse de pierderi de material, care se înlătură în formă de așchii, la prelucrarea mecanică, dacă suprafețele respective ale piesei urmează să fie prelucrate, sau apar în formă de pierderi ascunse de material, dacă sunt pe suprafețele piesei care rămân neprelucrate.
Înclinările constructive au rolul să asigure umplerea locașului matriței, să reducă solicitările matriței și să ușureze scoaterea piesei din matriță.
Mărimea înclinării de matrițare depinde de următoarele elemente geometrice ale piesei:
lățimea piesei pe porțiunea înclinării;
înălțimea piesei pe aceeași porțiune;
lungimea piesei pe porțiunea înclinării.
Cu cât raportul h/b este mai mare, cu atât valoarea înclinării este mai mare, respectiv pierderile de material sunt mai mari.
c. Deșeuri datorite bavurilor. Bavura este surplusul de material prevăzut pentru a asigura umplerea completă a cavității de modelare a matriței. în raport cu greutatea brută a pieselor forjate, deșeurile cauzate de bavuri reprezintă 15—30% și în unele cazuri chiar mai mult.
Pentru a nu mări exagerat consumul de material datorit bavurilor, este necesar să se ia măsuri pentru reducerea lor la minimum posibil. Mijloacele principale pentru reducerea bavurilor sunt:
elaborarea unor construcții raționale de matrițe, cu un număr suficient de cavități de modelare, care să asigure distribuția treptată a materialului, până la forma finală a cavității de finisare;
alegerea corectă a formei semifabricatului folosit pentru matrițare, folosirea profilurilor speciale cu forme și dimensiuni cât mai apropiate de ale piesei matrițate;
În funcție de dimensiunile canalului pentru bavură se determină volumul metalului refulat în bavură.
Gradul de umplere a canalului de bavură se stabilește pe baza coeficientului de umplere , conform tabelului 34 [3].
Volumul bavurii se calculează în funcție de complexitatea pieselor, și anume:
— Pentru piese matrițate cu axa prelungită, axa curbată, în cazul unei curburi line a axei pieselor, volumul bavurii se determină cu relația:
Vb = Sb [P + 4(b + b1)] (5.18)[3]
În care:
P este perimetrul piesei forjate în planul de separație a matriței, în cm.
— Pentru piesele matrițate cu linia de separație frântă și cu forma curbată accentuat a axei principale (piese cotite), piese cu bosaje și piese cu bifurcații, se folosește relația:
Vb = Sb [P + 6(b + b1)] (5.19)[3]
— Pentru piesele de formă circulară în plan cu diametrul d:
Vb = 3,2 Sb [d+0,7(b+b1)] (5.20)[3]
— Pentru piesele de formă pătrată în plan cu latura a:
Vb =4 Sb (a+b+b1) (5.21)[3]
— Pentru piesele în formă de cruce:
Vb= 1,4 Sb [P + 8(b+b1)] (5.22)[3]
Greutatea metalului corespunzător bavurii va fi:
gb = (5.23)[3]
În care:
este greutatea specifică a metalului, în kg/dm3.
Greutatea bavurilor interioare la matrițarea pieselor cu orificii se determină din tabela 35.
d. Deșeuri datorite capetelor de clește. Deșeurile provenite din capetele de clește apar la matrițarea pieselor cu greutate mare sau cu formă complicată, care necesită un număr mare de prinderi în procesul tehnologic de matrițare. Deșeurile de metal datorite capetelor de clește ajung în medie la 9—26% din greutatea piesei forjate.
Pentru a elimina deșeuri provenite din capătul de prins în clește, se practică pe scară largă următoarele două căi:
forjarea pieselor fără cap de prindere în clește, cu matrițarea simultană a două piese, prin întoarcere la 1800;
recuperarea deșeurilor corespunzătoare capătului de prins în clește, prin executarea altor piese.
Stabilirea greutății capătului de clește. La forjarea pieselor în matrițe la ciocane, consumul de metal corespunzător capătului de clește se calculează ținând seama de următoarele considerații:
1.Pierderile corespunzătoare capătului de clește nu se includ în norma de consum, în cazurile în care:
greutatea piesei matrițate este egală sau mai mică decât 0,5 kg, iar lungimea sub 150 mm;
piesele se matrițează pe partea frontală a semifabricatului;
matrițarea se face fără cavități pregătitoare sau în cavități pregătitoare simple, care nu necesită manipulări complicate ale pieselor.
2.Pierderile prin capătul de prins în clește se includ în norma de consum:
pentru piesele matrițate cu greutatea de 0,5—3,5 kg și aceasta numai în mod excepțional, când, din motive tehnologice, nu se pot matrița din semifabricatul inițial două piese simultan prin întoarcere la 180°;
pentru piesele matrițate cu greutatea de 3,5—20 kg.
Greutatea capătului de clește se poate determina din tabela 36, unde este dat procentual în raport cu greutatea piesei forjate. Pe baza valorilor din tabelă, greutatea capătului de clește se calculează cu relația:
gcp = Gf (5.24)[3]
În care:
Gt este greutatea piesei forjate în matriță, în kg;
Pc – valoarea deșeului prin capătul de clește, în procente față de greutatea piesei forjate.
Pentru pierderile prin ardere la încălzirea materialului, pentru deșeurile rezultate la perforarea dopurilor și pentru adaosurile tehnologice v. cap. V, 1 A.
b) Determinarea dimensiunilor și a formei semifabricatului
La forjarea pieselor în matrițe, greutatea semifabricatului se obține din greutatea piesei forjate, a bavurilor, a capătului de clește, a pierderilor prin oxidare sau a altor pierderi specifice procesului tehnologic de matrițare:
Gs = (Gf + gb + gd) Ka (5.25)[3]
Volumul semifabricatului se determină cu relația
Vs = (Vf + Vb + Vd) Ka (5.26)[3]
În care:
Vs – volumul semifabricatului, în cm3;
Vf – volumul piesei forjate (piesei brute), în cm3;
Vb – volumul deșeurilor cuprinse în bavuri, în cm3;
Vd – volumul restului de pierderi și deșeuri (capete de clește, dopuri etc), în cm3;
Ka – coeficientul care ține seama de pierderile prin ardere, la încălzirea materialului.
Calculul dimensiunii semifabricatului constă în a determina dimensiunea transversală și lungimea de debitare, ordinea de calcul fiind următoarea:
Pe baza adaosurilor de prelucrare și tehnologice se determină volumul piesei forjate:
în cazul pieselor simple, volumul lor se determină prin împărțirea piesei în figuri geometrice simple, al căror volum să poată fi stabilit cu formulele cunoscute;
în cazul pieselor cu o configurație complexă, volumul acestora se determină prin metoda grafică sau după greutatea piesei cântărite, dacă piesa respectivă a fost executată.
Se calculează volumul deșeurilor prin bavuri, pierderile prin ardere și alte deșeuri.
Se determină volumul semifabricatului pe baza formulei (5.26).
La matrițarea prin refulare frontală (roți dințate, discuri, flanșe etc), dimensiunile semifabricatului se determină pornind de la raportul:
l/d = m (5.27)[3]
l/a = m (5.28)[3]
În care:
l – lungimea semifabricatului;
d – diametrul semifabricatului;
a – latura semifabricatului cu secțiunea pătrată;
m – coeficientul care limitează posibilitățile de refulare a unui semifabricat de dimensiuni date.
Valoarea coeficientului se stabilește în funcție de complexitatea piesei și de distribuția materialului în cavitatea matriței. Coeficientul m se stabilește între valorile 1,5 și 2,8. Valorile maxime și medii ale coeficientului se recomandă pentru piesele simple iar valorile minime, pentru piese complicate.
Din punctul de vedere al economiei de metal sunt indicate valorile mici ale coeficientului. în acest caz se obțin semifabricate cu lungimi mai mici, la care au loc deșeuri prin capete nemultiple mai reduse.
Diametrul semifabricatului se calculează după formula:
d = 1,08 (5.29)[3]
iar a semifabricatului cu secțiune pătrată:
a = (5.30)[3]
Se determină secțiunea semifabricatului corespunzător dimensiunilor a sau d rezultate din calcul, după rotunjirea lor conform dimensiunilor din STAS.
Pe baza volumului și a dimensiunii transversale a semifabricatului se determină lungimea cu formula (5.5):
l = Vs/Ss
La matrițarea plană, când piesele matrițate au lungimi mari în raport cu dimensiunea transversală și se folosesc matrițe fără cavități de îndoire, calculul dimensiunii semifabricatului se face pe baza următoarelor formule.
– Pentru piese care nu necesită figuri pregătitoare:
Ss = (1,00 …… 1,05) (5.31)[3]
lf fiind lungimea piesei forjate.
Valoarea minimă se alege în cazul în care semifabricatul trebuie să acopere pe întreaga lui lungime cavitatea matriței, iar valoarea maximă se folosește atunci când semifabricatul nu trebuie să ajungă, după lungime, până la capătul cavității matriței.
– Pentru piese matrițate cu aplicarea gâtuirii sau de formare a semifabricatului:
Ss = (1,05 …… 1,30) (5.32)[3]
Valoarea minimă se alege în cazul în care semifabricatul inițial se introduce până la capătul cavității de formare a matriței, iar valoarea maximă se alege în cazul în care semifabricatul nu ajunge până la capătul cavității de formare a matriței.
— Pentru piese matrițate care necesită o îngroșare preliminară:
Ss = (1,05 …… 1,20) (5.33)[3]
— Pentru piesele matrițate cu aplicarea întinderii preliminare a semifabricatului:
Ssr = (5.34)[3]
În care:
Vsn – volumul părții neîntinse a semifabricatului, ținându-se seama de ponderea corespunzătoare a bavurii și a pierderii prin ardere a acestei părți;
lfn – lungimea părții neîntinse a piesei.
– Pentru piesele matrițate cu aplicarea întinderii și a îngroșării preliminare, suprafața secțiunii transversale a semifabricatului se determină ca valoare medie a formulelor (5.33) și 5.34):
Ss = (5.35)[3]
Diametrul sau latura semifabricatului pătrat, la matrițarea plană, se determină după relațiile (5.3), respectiv (5.4):
d = 1,08 ; a =
Lungimea semifabricatului se calculează ca la matrițarea frontală, după formula (5.5).
Calculul normei de consum la forjarea în matrițe se face pe baza dimensiunii semifabricatului și a pierderilor de metal la debitare.
Piesa 4. Se calculează consumul tehnologic și norma de consum pentru executarea piesei forjate din figura 5.4. Piesa se forjează din oțel aliat, în matriță de construcție specială, care permite forjarea fără bavură. Debitarea semifabricatului inițial se face la fierăstrăul circular.
Fig.5.4 Piesă – forjată în matriță
Se calculează dimensiunile semifabricatului, greutatea piesei forjate s-a stabilit prin cântărire:
Gf = 1,120 kgf
Volumul piesei forjate în acest caz este:
Vf = cm3
La matrițarea piesei dintr-o singură încălzire, valoarea coeficientului care ține seama de pierderile prin ardere este:
Ka = 1,02
Volumul minim al semifabricatului, ținând seama de volumul piesei forjate și a pierderilor prin ardere, va fi:
Vs = Vf Ka= 143,589 1,02 = 145,529 cm3
Diametrul semifabricatului se calculează după formula (5.29).
d = 1,08 cm
Se alege diametrul cel mai apropiat conform STAS 333-97, adică:
d = 42 mm
Secțiunea corespunzătoare diametrului este: Ss = 13,35 cm2.
Se determină lungimea semifabricatului după formula (5.5):
l =
Calculul consumului tehnologic. Se calculează pe baza lungimii semifabricatului determinat și a pierderilor prin tăiere.
Lățimea tăieturii la ferăstrăul circular se determină din tabelul 7 [3], (t=4 mm).
Consumul tehnologic se calculează după formula (4.18):
Ct = kg
Calculul normei de consum. Norma de consum prin metoda coeficienților se determină pe baza consumului tehnologic și a coeficientului deșeurilor prin capete. Lungimea minimă a capătului de fixare în dispozitivul de strângere al ferăstrăului este:
l1 = d + 65 = 42 + 65 = 107 mm
Lungimea semifabricatului fiind mai mare decât 107 mm, deșeurile prin capete de fixare nu se iau în considerare. Deșeurile prin capete nemultiple vor fi:
C = l3 = 0,5 l = 0 5 109 = 54,5 mm.
Pentru o lungime medie a barei de 5437 mm, coeficientul deșeurilor prin capete (tabelul 14 [3]) este:
Kd = 1,0092
Norma de consum pe o piesă, determinată după formula (4.17), va fi:
Nc = Ct Kd = 1,231 1,0092 = 1,242 kg
Piesa 5. Se calculează norma de consum pentru matrițarea piesei din figura 5.5. Piesa se execută din OLC45, STAS 880-88. Materialul necesar se debitează la fierăstrăul circular pentru matrițarea a două piese împreună.
Fig.5.5 Piesă – forjată în matriță
Se calculează dimensiunile semifabricatului inițial.
Conform desenului piesei forjate s-au stabilit, grafic și prin calcul, următoarele date:
volumul piesei forjate, Vf = 86675 mm3;
suprafața piesei pe linia de separație, Sp = 5155 mm2;
perimetrul piesei, P = 305,0 mm.
În funcție de suprafața piesei pe linia de separație se determină înălțimea puntiței bavurii:
hb = 0,015 mm
Conform tabelului 33[3], grupa de complexitate III, se alege hb = 1,0 mm, pentru care corespunde:b = 10 mm; b1 = 28 mm; Sb = 104 mm2. Din tabelul 34 [3], se determină coeficientul = 0,62.
Se determină volumul bavurii:
Vs = Sb [P + 6(b + b1)] = 0,62 1,04 [30,5 + 6(1 + 2,8)] = 34,378 cm3
Se determină volumul minim al semifabricatului inițial, ținând seama de volumul piesei forjate, a bavurii și a pierderilor prin ardere:
Vs = (Vf + Vb) Ka = (86,675 + 34,378) 1,02 = 34,378 cm3
Pentru piese matrițate cu figuri pregătitoare, secțiunea medie a semifabricatului se determină după formula (5.32):
Ss = 1,30 cm2
Considerând că piesa se execută din material rotund, diametrul semifabricatului va fi:
d = 1,08 cm
Conform STAS 333-87, se alege d = 40 mm cu secțiunea corespunzătoare SS = 12,560 cm3.
Lungimea semifabricatului pentru două bucăți de piese va fi:
lg =
Calculul normei de consum. La debitarea semifabricatului au loc următoarele deșeuri de material:
deșeuri prin tăiere, t = 4 mm;
deșeuri prin capete nemultiple, l3 = 0,5 lg = 99 mm.
Lungimea medie a barei se determină din tabelul 13 [3], (Lm = 5437 mm). Greutatea pe metru liniar a barei:
G = 9,87 kg/m
Greutatea barei:
Gb = kg
Se determină numărul de semifabricate care se pot obține dintr-o bară:
n = bucăți
Norma de consum pe piesă:
Nc = kg
5.4 NORMAREA CONSUMULUI DE METAL IN CAZUL FORJĂRII PIESELOR LA MAȘINILE DE FORJAT ORIZONTALE
Mașinile de forjat orizontale sunt destinate matrițării pieselor mici și mijlocii, în producția de serie mare sau masă, constituind cel mai perfecționat utilaj de forjare, în uzinele constructoare de mașini. La mașinile de acest tip se obține o înaltă productivitate a muncii, cu reduceri însemnate ale consumului de metal.
Cele mai răspândite forme ale pieselor care se execută la mașinile de forjat orizontale sunt: tije cu orice îngroșări sau gulere, piese de tip inel sau bucșă, și piese de formă combinată.
a) Analiza pierderilor și a deșeurilor de metal
În afara pierderilor prin ardere, la mașinile de forjat orizontale pot avea loc următoarele deșeuri mai importante de metal.
a. Deșeuri datorite adaosurilor de prelucrare. Forjarea pieselor la mașinile de forjat orizontale se caracterizează prin adaosuri de prelucrare minime și înclinații mici, care asigură obținerea unei economii însemnate de metal și micșorarea volumului de manoperă la prelucrarea mecanică a pieselor.
Adaosurile de prelucrare și abaterile limită pentru piesele forjate la mașinile de forjat orizontale, sunt stabilite în STAS 1299-90, în funcție de dimensiunea și configurația pieselor forjate, pe două grupe:
în grupa întâi sunt prevăzute adaosurile de prelucrare pentru piesele forjate de tip tijă cu îngroșări;
în grupa a doua sunt prevăzute, piesele forjate de tip cu gaură pătrunsă și nepătrunsă.
b. Deșeuri datorite bavurilor. La mașinile de forjat orizontale bavurile sunt cauzate de materialul excedentar în zona părții semifabricatului supusă la deformare. Greutatea bavurii la aceste mașini este mult mai mică decât la matrițarea cu ciocanul sau la prese, reprezentând 1—2% din greutatea semifabricatului.
La matrițarea pieselor simple, eliminarea bavurii se poate obține prin folosirea limitatoarelor din față și printr-un adaos riguros la dimensiunile secțiunii transversale a barelor, care trebuie să fie încălzite în bune condiții.
Volumul bavurii se determină după formula:
Vb = Sb t (5.36)[3]
În care:
Vb – volumul bavurii, în mm3;
Sb – suprafața bavurii, în mm2;
t – grosimea bavurii, în mm.
În cazul pieselor de tip ax cu îngroșare, suprafața bavurii se determină cu relația:
Sb = (5.37)[3]
În care:
D – diametrul piesei forjate, în mm;
c – lățimea bavurii, în mm.
Mărimea pierderilor prin bavuri se poate determina și din tabelul 38, [3]. Volumul bavurii, pe baza datelor din tabel, se calculează cu relația:
Vb = (5.38)[3]
în care:
gb – greutatea bavurii determinată din tabelul 38, în kg;
– greutatea specifică a metalului, în kg/dm3.
c. Deșeuri de capete. La mașinile de forjat orizontale, deșeurile de capete reprezintă o parte însemnată a pierderilor de metal, îndeosebi în cazul forjării pieselor de tip inel sau bucșă.
La forjarea pieselor în matrițe cu două canale, lungimea deșeului de capăt se calculează după formula:
l1 = (la —l0 + lb + lc + dc) — 5 mm (5.39)[3]
În care:
la – lungimea semimatriței de formare;
l0 – adâncimea cavității active a semimatriței de formare;
lb – lungimea porțiunii de bară care iese din matriță;
lc – lungimea pastilelor de strângere (egală cu înălțimea inelului forjat, plus 10 mm);
dc – dimensiunea porțiunii de bară necesară prinderii în clește sau țeava (se ia egală cu diametrul barei);
5 mm – distanța de la capătul barei până la opritor.
La forjarea în matrițe cu trei canale, deșeurile de capete se determină după formula
l1 = (la + lb + lc + dc) — 5 mm (5.40)[3]
În care: la – lungimea primei matrițe.
În cazul forjării pieselor în poanson, lungimea deșeului de capăt se calculează pe baza formulei:
l1 = (lb+ lc + dc) — 5 mm. (5.41)[3]
Greutatea deșeurilor de capăt care revin pentru o piesă forjată se calculează după formula:
gc = Gf (5.42)[3]
În primul caz, greutatea deșeurilor care revin pentru o piesă forjată se determină după formula (5.42).
În al doilea caz, greutatea deșeurilor se determină pe baza formulei:
g’c = G’f K (5.45)[3]
K fiind coeficientul de corecție pentru conicitatea porțiunii lărgite.
Coeficientul K se determină în funcție de raportul d0/d din tabelul 39.
d. Deșeuri de metal pentru prima piesă. În cazul matrițării pieselor la mașini de forjat orizontale au loc deșeuri cauzate de umplerea incompletă a matriței cu metal, la formarea primei piese din bară. Aceste deșeuri se repetă la fiecare bară și reprezintă 2/3 din greutatea piesei forjate bune, adică:
gp = (5.46)[3]
În care:
Gf – greutatea piesei forjate, în kg;
n – numărul de piese rezultate dintr-o bară, care se obține cu ajutorul relației:
n = (5.47)[3]
În care:
d – diametrul inițial al barei, în mm;
6,165 10-6 se obține din raportul /4, (y reprezintă greutatea specifică a oțelului, în kg/mm3).
e. Deșeuri de metal pentru încercări și reglări. În condiții de producție specifice mașinilor de forjat orizontale este necesar să se țină seama și de deșeurile de metal pentru încercări și reglări. Greutatea acestor deșeuri se determină după formula:
gi = (Gi + gb – gp + gc + ga) (5.48)[3]
În care:
a – coeficientul deșeurilor de metal, pentru încercarea materialelor și reglarea mașinilor; coeficientul pieselor forjate la mașinile de forjat orizontale are valoarea cuprinsă între 0,05 și 0,065;
gb – greutatea deșeurilor prin bavuri;
gp – greutatea deșeurilor pentru prima piesă;
gc – greutatea deșeurilor de capete;
ga – greutatea pierderilor prin ardere.
b) Calculul dimensiunilor semifabricatului
La mașinile de forjat orizontale se deosebesc două tipuri de bază ale pieselor forjate:
piese de tip ax cu îngroșare;
piese de tip inel sau bucșă.
În cazul pieselor de tip ax cu îngroșare , volumul total al porțiunii refulate se calculează după formula
Vf = (Vr + Vb) Ka (5.49)[3]
În care:
Vf – volumul necesar al porțiunii refulate, în mm3;
Vr – volumul porțiunii refulate (îngroșate), în mm3;
Vb – volumul bavurii, în mm3;
Ka – coeficientul care ține seama de pierderile prin ardere la încălzirea materialului.
Volumul porțiunii refulate se calculează cu formula:
Vr = (5.50)[3]
În care:
D – diametrul porțiunii refulate, în mm;
h – înălțimea porțiunii refulate, în mm;
x – toleranța în plus la diametrul porțiunii refulate;
z – toleranța în plus la înălțimea porțiunii refulate.
Volumul bavurii se determină pe baza formulei (5.36) sau prin împărțirea greutății obținute, din tabelul 38, la greutatea specifică a metalului.
Lungimea porțiunii de refulare a semifabricatului se obține din raportul:
lr = (5.51)[3]
În care:
lr – lungimea necesară pentru obținerea porțiunii refulate a piesei, în mm;
d – diametrul barei, ținând seama de contracția metalului.
Lungimea semifabricatului pentru o piesă rezultă din formula:
l = 0,985 lr + lt (5.52)[3]
În care:
l – lungimea semifabricatului pentru o piesă, în mm;
0,985 — coeficientul de corecție pentru contracție, în cazul materialelor din oțel;
lt – lungimea tijei piesei forjate (lungimea porțiunii nerefulate a piesei), în mm.
În cazul pieselor de tip inel sau bucșa, volumul total al piesei forjate se determină după aceeași metodă ca la piesele de tip ax cu îngroșare.
Determinarea diametrului inițial al semifabricatului se face în funcție de diametrul interior al piesei, ținând seama de raportul lungimii de refulare a barei și diametrul inițial d, care nu poate depăși o anumită mărime.
Pentru piesele în formă de inel cu pereți subțiri, raportul de flambaj n va fi:
n = lr/d = 1,5 …… 2 (5.53)[3]
Valoarea minimă a raportului n se alege în cazul pieselor matrițate de mare importanță, atunci când se urmărește un fibraj uniform al acestora. Pentru inele sau bucșe cu pereți groși, raportul n poate ajunge până la 2,5.
Diametrul minim al semifabricatului inițial, în funcție de raportul n și volumul piesei forjate, se poate determina cu ajutorul formulei:
d = (5.54)[3]
sau pentru n = 2 ……1,5
d = (0,85 …… 0,95) (5.55)[3]
În general, diametrul semifabricatului ca mărime se alege apropiat și mai mic decât diametrul interior al bucșei forjate. Diametrul semifabricatului se alege mai mare decât diametrul interior al bucșei, pentru a nu depăși raportul de flambaj n.
La determinarea dimensiunii semifabricatului se ține seama și de numărul fazelor de formare a piesei forjate. Lungimea de refulare a barei pentru o piesă forjată se determină cu relația (5.51).
Piesa 5. Se calculează lungimea semifabricatului și consumul tehnologic, în cazul executării cheii tubulare din figura 5.6. Piesa se obține prin refulare la mașina de forjat orizontal, din OLC45, 16 STAS 880-88. Debitarea semifabricatelor se face la presă.
Fig.5.6 Piesa – cheie tubulară
Lungimea semifabricatului se determină pe baza volumului porțiunii refulate a piesei, a deșeurilor prin bavuri și a pierderilor prin ardere, la încălzirea materialului. Se calculează volumul corespunzător diametrului exterior 27.
Vre = 30,4 = 18 750,92 mm3
Din volumul Vre se scade volumul corespunzător golului compus dintr-o prismă hexagonală cu înălțimea 20,3 și un con cu diametrul bazei de 17,6 și înălțimea 10 mm:
V0 =
Vr1 = Vre – V0 = 18750,92—6085,60 = 12665,32 mm3
La volumul refulat Vr1 se însumează volumul porțiunii de trecere Vr2 de la 16,2 până la 27,4, considerând porțiunea respectivă în formă de trunchi de con cu R = 13,7, r = 8,1 și h = 10 mm:
Vr2 =
Volumul total refulat:
Vr = Vr1 + Vr2 = 12665,32 +3788,41 = 16453,73 mm3
Dimensiunile bavurii se determină din tabelul 38. În funcție de diametrul 27 și dimensiunea mașinii se obține: t = 2,5 mm și c = 12 mm, la care corespunde o greutate a bavurii de 0,019 kg.
Se determină volumul corespunzător al bavurii:
Vb = mm3
Se determină volumul total al porțiunii refulate, ținând seama de pierderile prin bavuri și ardere la încălzirea materialului:
Vf = (Vr + Vb) Ka = (16453,73 + 2430,30) 1,02 = 19251,51 mm3
Se determină lungimea porțiunii refulate a barei:
lr = mm
Lungimea minimă de debitare a semifabricatului pentru o piesă va trebui să fie:
l = 0,985 lr + 260 = 0,985 93,45 + 260 = 352 mm
Greutatea unui metru liniar de bară 16 fiind egală cu 1,577 kg/m, consumul tehnologic va fi:
Ct = kg
=== Capit.6 ===
CAPITOLUL 6
NORMAREA CONSUMULUI DE MATERIALE
ÎN PRODUCȚIA DE PIESE TURNATE
6.1 CONSIDERAȚII GENERALE
La turnarea pieselor în uzinele constructoare de mașini se consumă o mare cantitate de materiale de bază și auxiliare, cu o nomenclatură foarte variată. Ritmul de creștere al producției pieselor turnate, asigurat prin aplicarea tehnologiei înaintate, mecanizării și automatizării proceselor tehnologice, impune o normare a consumului acestor materiale, bazată pe metode științifice, care să asigure o utilizare economică a lor.
Din materialele consumate în turnătorii, cele mai importante sunt:
materialele de bază, care formează partea metalică a încărcăturii (fontă brută, oțel vechi, deșeuri proprii, metale neferoase etc);
materialele auxiliare de încărcare, care au rolul de adaosuri tehnologice la elaborarea metalelor (fondanți, dezoxidanți etc);
materialele refractare, pentru repararea și întreținerea agregatelor de topire, a oalelor de turnare și a altor instalații de turnare;
materialele de formare, pentru executarea formelor și a miezurilor necesare la turnarea pieselor;
materialele metalice auxiliare, pentru armături de miezuri, carcase, suporturi și alte scopuri tehnologice;
materialele de prelucrare, pentru curățirea pieselor turnate, repararea defectelor, tăierea rețelelor de turnare și a maselotelor.
6.2 ANALIZA PIERDERILOR ȘI DEȘEURILOR DE MATERIALE ÎN PROCESUL DE ELABORARE ȘI TURNARE A METALELOR
La turnarea pieselor din fontă, oțel sau metale neferoase, se consumă o cantitate însemnată de metal prin deșeuri și pierderi în procesul de topire sau turnare. Reducerea acestor pierderi și deșeuri constituie o problemă importantă, care nu poate fi despărțită de aplicarea tehnicii noi, a mecanizării și a creșterii continue a productivității muncii.
Din punctul de vedere al normării consumului de materiale, pierderile și deșeurile de metal în turnătorii se clasifică în:
a.Pierderi nerecuperabile. In turnătoriile de fontă, oțel și metale neferoase, pierderile nerecuperabile de metal se pot grupa în:
pierderi nerecuperabile în procesul de topire și turnare a metalului;
pierderi la pregătirea pieselor după turnare.
Pierderile la topirea și turnarea metalului reprezintă metalul ars în procesul de topire, metalul lichid scurs din agregatul de topire o dată cu zgura, stropi la turnare etc.
Pierderile prin ardere depind de construcția agregatului de topire, de calitatea metalului sau aliajului și pot fi micșorate prin asigurarea pregătirilor calitative ale materialelor de șarjare, pregătirea corectă a agregatului de topire și prin controlul și respectarea regimului termic de topire.
Pierderile de metal din zgură se pot micșora prin reducerea cantității de calcar din șarjă și reducerea zgurii până la consistența ei normală.
Pierderile la pregătirea pieselor după turnare reprezintă metalul pierdut la tăierea cu gaze a rețelelor și maselotelor, la polizarea bavurilor etc. În construcția de mașini, pierderile de metal la pregătirea pieselor turnate variază între 1 și 2%. Pierderile nerecuperabile la elaborarea metalelor în turnătorii sunt date în tabelul 52 [3].
b. Pierderi și deșeuri la turnarea metalului lichid în forme. Acestea se produc prin scurgeri din pâlnia de turnare sau din maselote în afara formei, scoarțe și metal rămas în oala de turnare. Aceste deșeuri se pot reduce prin turnarea corectă a metalului lichid în forme, prin preîncălzirea oalelor înainte de turnare și prin organizarea locului de muncă, care să asigure o turnare corectă și fără întreruperi. Valorile unor astfel de pierderi sunt date în tabelul 53.
c. Deșeuri prin rețele de turnare și maselote. Rețelele de turnare împreună cu maselotele constituie principalele deșeuri la turnarea metalelor, reprezentând 18—36% din greutatea încărcăturii metalice. Reducerea acestor deșeuri este posibilă prin următoarele măsuri:
sporirea numărului de piese în rama de formare, pentru care să se prevadă o rețea comună de turnare. Turnarea în rame etajate, turnarea în ciorchine a pieselor mărunte, turnarea împerecheată, sunt mijloace de folosire a unei rețele comune pentru mai multe piese;
modificarea dimensiunilor rețelelor de turnare prin reducerea numărului canalelor de alimentare, scurtarea lungimii lor și a secțiunilor prea mari;
reducerea greutății maselotelor și înlocuirea lor cu răcitoare care asigură răcirea rapidă a secțiunii îngroșate din piesa turnată și obținerea unei structuri compacte, fără porozități.
d. Pierderi și deșeuri de metal pentru probe. Caracteristicile mecanice și compoziția chimică a metalelor în turnătorii se determină prin probe luate din șarja materialului elaborat. La turnarea metalelor neferoase, în special, este necesar să se țină seama de aceste pierderi, a căror mărime depinde de numărul probelor prevăzute în caietele de sarcini.
e. Deșeuri provenite din adaosurile pentru prelucrarea mecanică. La turnarea pieselor brute, creșterea consumului de metal în turnătorii este influențată și de adaosurile exagerate prevăzute pentru prelucrarea mecanică.
La turnarea obișnuită, aceste adaosuri reprezintă în raport cu greutatea brută a pieselor turnate 8—26%, pentru piesele din fontă, și 16—34%, pentru piesele din oțel. Reducerea acestor adaosuri poate fi realizată prin:
înlocuirea formării manuale cu cea mecanică;
utilizarea modelelor metalice în locul celor din lemn;
folosirea amestecului de calitate, pentru executarea formelor și a miezurilor;
îmbunătățirea calității ramelor de formare;
introducerea pe scară largă a turnării în cochile, turnarea centrifugală a pieselor tubulare, turnare sub presiune a aliajelor neferoase, turnarea de precizie cu modele ușor fuzibile, turnarea în forme — coajă, și turnarea în forme întărite cu CO2.
La turnarea pieselor din fontă și oțel, adaosurile de prelucrare mecanice se stabilesc conform STAS 1592-98.
f. Deșeuri datorite adaosurilor tehnologice. Adaosurile tehnologice depind de tehnologia de formare și calitatea metalului sau aliajului turnat, fiind necesare la anumite suprafețe ale pieselor (degajări, găuri mici, pereți subțiri etc), pentru a evita deformarea lor în timpul răcirii metalului, pentru a ușura execuția
piesei turnate sau pentru baze tehnologice necesare la prelucrarea mecanică. Reducerea deșeurilor cauzate de adaosurile tehnologice se bazează pe îmbunătățirea tehnologiei de formare și turnare.
g. Pierderi și deșeuri datorite înclinării constructive. Înclinările constructive prevăzute pe suprafețele pieselor turnate au rolul de a ușura scoaterea modelului din forme, fără deformarea și lărgirea locașului de modelare. Micșorarea acestor deșeuri se realizează prin alegerea planelor de separații la executarea modelelor în așa fel, încât suprafețele prevăzute cu înclinări să fie cât mai mici față de planul de separație și prin utilizarea elementelor demontabile ale modelelor. Valorile unghiurilor de înclinare se stabilesc conform STAS 781 – 97.
6.2 CALCULUL NORMELOR DE CONSUM ÎN PRODUCȚIA DE PIESE TURNATE
La turnarea pieselor în fabricația de serie și masă, normarea consumului de metal se face pe baza următoarei documentații tehnice:
a. Desenele de execuție și nomenclatoarele de piese, prin care se stabilesc dimensiunile și forma piesei, greutatea netă, calitatea materialului și numărul de piese pe produs.
b. Desenele pieselor turnate și fișele tehnologice, după care se întocmește specificația pieselor turnate, cu indicarea greutății brute a sistemului de alimentare și alți indici asupra turnării pieselor pe calități de metal.
c. Actele de cântărire a pieselor și a sistemului de alimentare pe baza cărora se stabilește greutatea netă și brută, reală a pieselor, greutatea rețelelor de turnare și a maselotelor.
Piesele destinate cântăririi trebuie să corespundă din punct de vedere dimensional desenelor de execuție și de turnare. Cântărirea se efectuează după curățirea completă și măsurarea dimensiunilor principale ale pieselor, verificând grosimea pereților și a adaosurilor pentru prelucrarea mecanică. Greutatea pieselor și a sistemului de alimentare (rețele și maselote) se stabilește prin media aritmetică, obținută din cântărirea unui număr de piese. în cazul executării mecanice a formelor, se controlează dimensiunile a cel puțin două piese corespunzătoare din punct de vedere dimensional.
La formarea manuală, numărul pieselor cântărite trebuie să fie de cel puțin:
5 buc. pentru piesele grele peste 100 kg;
10 buc. pentru piesele cu o greutate între 50 și 100 kg;
15—20 buc. pentru piesele sub 50 kg.
Greutatea pieselor stabilită prin cântărire este obligatorie pentru toate serviciile uzinei, considerându-se ca greutate reală, care trebuie să figureze în întreaga documentație a pieselor turnate.
Greutatea rețelelor de turnare și a maselotelor se stabilesc prin diferența, dintre greutatea pieselor cântărite cu rețelele și maselotele respective și greutatea brută a pieselor după tăiere a acestora.
d. Instrucțiunile pentru elaborarea metalelor, după care se stabilesc compoziția chimică pentru fiecare metal sau aliaj și compoziția încărcăturii.
e. Certificatele de calitate pentru materialele de încărcare obținute de uzină, după care se stabilește analiza chimică a acestora, în comparație cu standardele sau normele interne în vigoare.
f. Indicii tehnici-economici ai metalului, după date experimentale sau statistice înregistrate pe o perioadă anterioară, și ai consumului real de materiale, care servesc la determinarea încărcăturii metalice și a elaborării normelor de consum.
Stabilirea consumului de metal la turnarea pieselor din fontă, oțel sau din metale neferoase se face pe baza următoarelor categorii de norme de consum:
norme de consum pentru turnarea pieselor bune pe produs, în t/produs sau kg/produs;
norme de consum pentru încărcătura metalică, necesară la turnarea pieselor bune, în t/t;
norme de consum pentru metalul lichid necesar la turnarea pieselor bune, în t/t.
a) Determinarea normelor de consum pentru turnarea pieselor bune pe produs
Norma de consum pentru turnarea pieselor bune pe produs constă în determinarea greutății nete a pieselor, a adaosurilor de prelucrare și tehnologice, pe calități de metal sau aliaj. Formula de calcul al normei de consum se poate scrie în forma generală:
Nc = Cu + pt (7.1)[3]
În care:
Cu este consumul util (greutatea netă a pieselor), în kg;
pt – suma pierderilor tehnologice prin așchii, la prelucrarea mecanică, în kg.
Deoarece Cu + pt este greutatea brută a pieselor turnate, formula (7.1) devine:
Nc = Gs (7.2)[3]
Norma de consum pe produs, la turnarea pieselor din metal sau aliaje este egală cu greutatea bruta a pieselor bune.
Pierderile și deșeurile rezultate la topirea și turnarea metalului (arderi, stropi, scurgeri, rețele de turnare, maselote, rebut în secțiile de turnare), nu se includ în norma de consum a pieselor turnate pe produs. O mare parte din aceste deșeuri, ca: rețele de turnare, maselote, scoarțe, rebuturi etc, constituie materialul de circulație și se întorc în șarjă, iar pierderile nerecuperabile nu se raportează față de consumul de metal, pe produse fabricate, ci pe materialul de încărcătură al turnătoriilor.
Verificarea utilizării raționale a metalului în piesele turnate se face cu ajutorul coeficientului de utilizare, calculat după formula (23):
K =
Cu cât valoarea coeficientului este mai apropiată de uitate, cu atât metalul turnat în piese este utilizat mai economic.
b) Calculul normelor de consum pentru încărcătura metalică necesară la turnarea pieselor
Norma de consum a unei încărcături metalice este un indice care arată ce cantitate de metal trebuie încărcată în agregatul de topire pentru a obține 1 t de piese turnate bune. Determinarea normei de consum se face în următoarea ordine:
a. Se calculează greutatea totală a încărcăturii metalice, pe baza formulei:
Im = (7.3)[3]
În care:
lm – greutatea încărcăturii metalice, în kg sau t;
Gs – greutatea brută a pieselor turnate bune, obținută din specificația de piese, în kg sau t;
Ga – greutatea sistemului de alimentare (rețele de turnare și maselote) obținute din specificația de piese, în kg sau t;
R – rebutul de turnare, în procente din încărcătura metalică, care nu trebuie să depășească limita tolerată pentru întreprinderea sau secția respectivă;
P – pierderi și deșeuri la topirea metalului sau în procesul de turnare sau pregătirea pieselor turnate, în procente din încărcătura metalică.
Pierderile totale și deșeurile de metal se obțin din însumarea tuturor pierderilor:
P = P1 + P2 + P3 (7.4)[3]
S-au folosit notațiile:
P1 – pierderile nerecuperabile, în procente din încărcătura metalică;
P2 – pierderile și deșeurile prin scurgeri, scoarțe, în procente din încărcătura metalică; valoarea acestor pierderi se determină din datele statistice sau experimentale ale turnătoriei;
P3 – pierderi pentru probe mecanice și analize, la elaborarea metalelor neferoase, în procente din încărcătura metalică; valoarea pierderilor se stabilește prin calcul sau pe baza caietelor de sarcini.
b. Se calculează producția de piese bune, în procente din greutatea totală a încărcăturii metalice, după formula:
B = (7.5)[3]
Producția de piese bune obținute prin calcul se compară cu producția efectivă, realizată în perioada anterioară. Cifrele obținute nu trebuie să fie mai mici decât cele realizate.
c. Se determină materialul de recirculație, după formula:
Mr = 100 – (B + P1) (7.6)[3]
În care:
Mr este materialul de recirculație cuprins în rețelele de turnare, maselote și rebut în cadrul turnătoriei, în procente din încărcătura metalică.
d. Se verifică balanța metalului după următoarea schemă:
Piese turnate bune %
Material de recirculație. %
din care:
— rețele, maselote, scurgeri %
— rebut %
3. Pierderi nerecuperabile %
Total încărcătură metalică 100 %
În ciclul metalurgic al turnătoriei, suma procentelor pieselor turnate bune, a materialelor de recirculație și a pierderilor nerecuperabile trebuie să fie egale cu 100.
e. Se determină conținutul procentual al materialelor metalice de încărcare, pentru fiecare metal sau aliaj elaborat.
Proporția materialelor de încărcare se determină pe baza indicilor tehnici-economici ai balanței de metal, în funcție de procentul necesar al elementelor de compoziție în încărcătură.
La stabilirea compoziției chimice a încărcăturii se va urmări utilizarea completă a materialelor recuperabile (deșeuri din producția proprie a turnătoriei, forjei etc), cât și utilizarea la maximum a așchiilor metalice. în tabelul 56—58, [3] sunt indicate valorile orientative ale procentului materialului de încărcare pentru elaborarea fontei, oțelului și metalelor neferoase.
f. Se determină consumul materialelor de încărcare pentru fiecare component în parte. La elaborarea fontei și a metalelor neferoase, consumul materialelor de încărcare se calculează în kg pentru 1 t încărcătură metalică, după formula:
Ct = sau Ct = 10 X (7.7)[3]
g. Se determină consumul materialelor de încărcare, în kg pentru 1 t de piese bune:
Cp = (7.8)[3]
În care:
X este raportul procentual al unui material față de încărcătura metalică, determinat pe baza compoziției chimice a încărcăturii.
h. Se calculează norma de consum a încărcăturii metalice, în t pentru 1 t piese bune. Norma încărcăturii metalice se obține prin însumarea consumului materialelor de încărcare.
Norma de aprovizionare a metalului (cantitatea de metal ce trebuie aprovizionată din afară) se poate calcula după formula:
Nc = Ncp – (7.10)[3]
În care:
Nc – norma de aprovizionare, pentru 1 t piese bune, în t;
Ncp – norma de consum a încărcăturii metalice, pentru 1 t piese bune, în t.
c) Calculul normelor de consum pentru metalul lichid necesar la turnarea pieselor
În multe cazuri la turnarea pieselor este necesar să se cunoască de ce cantitate dintr-un metal lichid este nevoie pentru obținerea unei cantități anumite de piese turnate bune. La baza acestei determinări stă norma de consum pentru metalul lichid.
Ordinea de calcul a normei de consum este cea stabilită la calculul încărcăturii metalice pentru 1 t piese bune (formulele 7.3—7.6).
Pentru obținerea normei de consum a unui metal lichid este necesar să se țină seama de pierderile în agregatul de topire și de restul pierderilor nerecuperabile.
Consumul materialelor de încărcare pentru obținerea unei tone — forța de metal lichid se determină după formula:
Cm = (7.11)[3]
În care:
Cm – consumul unui material de încărcare, în kg pentru 1 t metal lichid;
X – raportul procentual al materialului respectiv față de încărcătura metalică.
Norma de consum a încărcăturii metalice se obține prin însumarea consumului materialelor de încărcare:
Ncm = Cm1 + Cm2 + Cm3 + …… + Cmn (7.12)[3]
unde:
Ncm este norma de consum a încărcăturii metalice în t pentru 1 t metal lichid.
Consumul materialelor de încărcare în kg pentru 1 t piese bune metal lichid se calculează după formula:
Cl = (7.13)[3]
Norma de consum a metalului lichid în t pentru 1 t piese bune se obține prin însumarea consumului materialelor de încărcare:
Ncl = Cl1 + Cl2 + Cl3 + …… + Clm (7.14)[3]
Piesa 1. Se va calcula norma de consum pentru încărcătura metalică și norma de aprovizionare la turnarea unui lot de piese din fontă cenușie Fc 200, STAS 568-91.
greutatea brută a lotului de piese, Gs = 6,205 t;
greutatea rețelelor de turnare, și a maselotelor, Ga = 1,364 t.
Rebutul maxim admis al secției este de 4%. Prin măsurările tehnice organizatorice luate, se asigură micșorarea rebutului cu 10%; în acest caz procentul minim de rebut este de 3,6% (R = 3,6%).
Din datele statistice, procentul pierderilor nerecuperabile s-a stabilit egal cu 6% din încărcătura metalică (P1 = 6%).
Pierderile și deșeurile de metal prin scurgeri și scoarțe s-au determinat experimental în valoare de 2% din încărcătura metalică (P2 = 2%).
Se determină greutatea totală a încărcăturii metalice:
Im = = = 8,533 t
Procentul pieselor turnate bune se determină cu relația:
B = = = 72,7%
Se calculează materialul de recirculație:
Mr= 100 — (B + P1) = 100 — (72,7 + 6) = 21,3 %.
Se verifică balanța metalului:
1. Piese turnate ………………………………………………………..72,7%
2. Material de recirculație ……………………………………….21,3%
din care:
rețele, maselote, scurgeri …………17,7%
rebut ……………………………………………3,6%
3. Pierderi nerecuperabile ………………………………………… 6,0%
Total încărcătură metalică ………………………………………100,0%
Se stabilesc componenții încărcăturii metalice și compoziția șarjei conform exemplului din tabelul 55, [3] în %. Înlocuind valorile procentuale X ale componenților încărcăturii metalice (tabelul 55, rubrica 4), se obține consumul pentru fiecare material de încărcare, în kg, pentru 1 t încărcătură metalică:
Fontă brută ……………………………………………… Cî1 =10 x 48,5 = 485 kg/t
Rețele, maselote, scurgeri, rebut ……………Cî2 = 10 x 24,5 = 245 kg/t
Deșeuri vechi de fontă ………………………………Cî3 = 10 x 10,0 = 100 kg/t
Așchii de fontă …………………………………………..Cî4 =10 x 4,5 = 45 kg/t
Deșeuri de oțel carbon ………………………….Ncî5 = 10 x 12,0 = 120 kg/t
Ferosiliciu, Si 75 ………………………………………..Ncî6 = 10X 0,5.= 5 kg/t
Totalul materialelor de încărcare ……………………………………………….1 000 kg/t
Se calculează consumul pentru fiecare material de încărcare și norma de consum pentru încărcătura metalică:
Cp1 = = 666,87 kg/t;
Cp2 = = 336,87 kg/t;
Cp3 = = 137,50 kg/t;
Cp4 = = 61,87 kg/t;
Cp5 = = 165,0 kg/t;
Cp6 = = 6,87 kg/t.
Norma de consum a încărcăturii metalice pentru 1 t piese bune se obține prin însumarea consumurilor parțiale Ncp = 1374,98 kg/t = 1,375 t/t.
Norma de aprovizionare se calculează după formula (7.10):
Nc = Ncp – = 1,375 – = 1,082 t/t
Piesa 2. Se calculează norma de consum pentru metalul lichid necesar la turnarea unui lot de piese din OT 550, STAS 600-91.
greutatea brută a lotului de piese, Gs = 8,125 t;
greutatea rețelelor de turnare, și a maselotelor, Ga = 3,160 t.
Rebutul luat în considerare este de 3,5% din încărcătura metalică (R= 3,5%).
Elaborarea oțelului are loc în cuptorul electric. Procentul pierderilor nerecuperabile este de 7% din încărcătura metalică (P1 = 7%).
Pierderile și deșeurile de metal prin scurgeri și scoarțe s-au determinat, experimental, în valoare de 3% (P2 = 3%).
Se determină greutatea totală a încărcăturii metalice:
Im = = = 12,993 t
Procentul pieselor bune se determină cu relația (7.5):
B = = = 62,5 %
Se calculează materialul de recirculație:
Mr = 100 – (B + P1) = 100 – (62,5 + 7) = 30,5 %
Se verifică balanța metalului:
Piese turnate bune ………………………………………………..62,5%
Material de recirculație ………………………………………..30,5%
din care:
rețele, maselote, scurgeri ………………27,0%
rebut ……………………………………………….3,5%
3. Pierderi nerecuperabile ………………………………………….7,0%
Totalul încărcăturii metalice …………………………………….100,0%
La turnarea pieselor din oțel, consumul materialelor de încărcare se calculează în kg pentru 1 t de oțel lichid.
Considerând materialele de încărcare în proporția de mai jos:
Deșeuri din oțel carbon ……………………………………..54,00%
Rețele, maselote, rebut ……………………………………….32,40%
Așchii din oțel ………………………………………………………….12,68%
Feromangan, Mr 4 (SR ISO 4775-99) ………………………..0,67%
Ferosiliciu, Si 75 (SR ISO 1415-99) …………………………….0,15%
Aluminiu ……………………………………………………………………0,10%
Se vor obține următoarele consumuri pe calități de materiale pentru 1 t oțel lichid:
Cm1 = 580,60 kg/t;
Cm2 = 348,36 kg/t;
Cm3 = 136,33 kg/t;
Cm4 = 7,20 kg/t;
Cm5 = 1,61 kg/t;
Cm6 = 1,07 kg/t.
Norma de consum a încărcăturii metalice pentru 1 t metal lichid este:
Ncm = 1075,17 kg/t = 1,075 t/t
Se calculează metalul lichid pentru 1 t de piese bune:
Cl1 = = 864,00 kg/t;
Cl2 = = 518,40 kg/t;
Cl3 = = 202,88 kg/t;
Cl4 = = 10,72 kg/t;
Cl5 = = 2,40 kg/t;
Cl6 = = 1,60 kg/t;
Norma de consum pentru metalul lichid Ncl = 1600 kg/t = 1,6 t/t.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Normarea Consumurilor de Materiale la Sc (ID: 130417)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.