Optimizare Piesa pe Strung Automat Skf 800

CUPRINS

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE. CONSIDERAȚII GENERALE ……………………5

1.1 Definirea și clasificarea strungurilor automate. …………………………………5

1.2 Posibilități tehnologice ale strungurilor automate. …………………………….8

1.3 Strunguri automate de strunjit

longitudinal și profilat. ……………………………………………………….10

1.4 Posibilități tehnologice pe strungul automat de strunjit

longitudinal și profilat SKF – 800. ………………………………………………….11

1.5 Materialele și semifabricatele indicate pentru prelucrările

pe strungurile automate. ……………………………………………………………14

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE PRELUCRAREA A PIESEI „COLIVIE”

PE STRUNGUL AUTOMAT SKF- 800 ……………………………………..16

2.1 Procese tehnologice pe strunguri automate. ……………………………………..16

2.2 Analiza desenului piesei și întocmirea desenului

de operație. ……………………………………………………………………..18

2.3 Calculul adaosurilor de prelucrare și al

dimensiunilor intermediare. ………………………………………………….20

2.4 Alegerea semifabricatului. ……………………………………………………….21

2.5 Stabilirea succesiunii și a suprapunerii fazelor

necesare prelucrării. …………………………………………………………………22

2.6 Determinarea parametrilor regimului de așchiere. ……………………………….23

2.7 Întocmirea schițelor fazelor și calculul

lungimilor curselor. ………………………………………………………………….28

2.8 Calculul numărului de rotații echivalente pentru fazele

de lucru și completarea fișei de calcul. ………………………………………………28

2.9 Calculul timpului pe ciclu. ……………………………………………………….29

2.10 Determinarea diviziunilor aferente diferitelor

mișcări și comenzi. …………………………………………………………………..29

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE A PIESEI „COLIVIE”

PE MAȘINI – UNELTE CLASICE ………………………………………………..34

3.1 Analiza constructiv – tehnologică a piesei

de prelucrat. …………………………………………………………………………..34

3.2 Stabilirea tipului de producție și a

lotului optim. ……………………………………………………………………35

3.3 Alegerea semifabricatului. ……………………………………………………….36

3.4 Stabilirea itinerariului tehnologic. ……………………………………………….42

3.5 Alegerea mașinilor-unelte și a S.D.V.- urilor. ……………………………………46

3.6 Calculul regimurilor raționale de așchiere. ……………………………………..47

3.7 Calculul tehnologic al normelor

tehnice de timp. ……………………………………………………………………….59

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE

AL PIESEI „COLIVIE” …………………………………………………………….63

4.1 Calculul costului de fabricație al piesei

„colivie”, executată pe strungul

automat SKF – 800. …………………………………………………………………63

4.2 Calculul costului de fabricație al piesei

„colivie”, executată pe

mașini-unelte clasice. ………………………………………………………….65

BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………………70

=== Optimizare piesa pe strung automat SKF – 800 ===

CUPRINS

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE. CONSIDERAȚII GENERALE ……………………5

1.1 Definirea și clasificarea strungurilor automate. …………………………………5

1.2 Posibilități tehnologice ale strungurilor automate. …………………………….8

1.3 Strunguri automate de strunjit

longitudinal și profilat. ……………………………………………………….10

1.4 Posibilități tehnologice pe strungul automat de strunjit

longitudinal și profilat SKF – 800. ………………………………………………….11

1.5 Materialele și semifabricatele indicate pentru prelucrările

pe strungurile automate. ……………………………………………………………14

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE PRELUCRAREA A PIESEI „COLIVIE”

PE STRUNGUL AUTOMAT SKF- 800 ……………………………………..16

2.1 Procese tehnologice pe strunguri automate. ……………………………………..16

2.2 Analiza desenului piesei și întocmirea desenului

de operație. ……………………………………………………………………..18

2.3 Calculul adaosurilor de prelucrare și al

dimensiunilor intermediare. ………………………………………………….20

2.4 Alegerea semifabricatului. ……………………………………………………….21

2.5 Stabilirea succesiunii și a suprapunerii fazelor

necesare prelucrării. …………………………………………………………………22

2.6 Determinarea parametrilor regimului de așchiere. ……………………………….23

2.7 Întocmirea schițelor fazelor și calculul

lungimilor curselor. ………………………………………………………………….28

2.8 Calculul numărului de rotații echivalente pentru fazele

de lucru și completarea fișei de calcul. ………………………………………………28

2.9 Calculul timpului pe ciclu. ……………………………………………………….29

2.10 Determinarea diviziunilor aferente diferitelor

mișcări și comenzi. …………………………………………………………………..29

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE A PIESEI „COLIVIE”

PE MAȘINI – UNELTE CLASICE ………………………………………………..34

3.1 Analiza constructiv – tehnologică a piesei

de prelucrat. …………………………………………………………………………..34

3.2 Stabilirea tipului de producție și a

lotului optim. ……………………………………………………………………35

3.3 Alegerea semifabricatului. ……………………………………………………….36

3.4 Stabilirea itinerariului tehnologic. ……………………………………………….42

3.5 Alegerea mașinilor-unelte și a S.D.V.- urilor. ……………………………………46

3.6 Calculul regimurilor raționale de așchiere. ……………………………………..47

3.7 Calculul tehnologic al normelor

tehnice de timp. ……………………………………………………………………….59

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE

AL PIESEI „COLIVIE” …………………………………………………………….63

4.1 Calculul costului de fabricație al piesei

„colivie”, executată pe strungul

automat SKF – 800. …………………………………………………………………63

4.2 Calculul costului de fabricație al piesei

„colivie”, executată pe

mașini-unelte clasice. ………………………………………………………….65

BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………………70

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE. CONSIDERAȚII GENERALE

1.1 DEFINIREA ȘI CLASIFICAREA STRUNGURILOR AUTOMATE.

Strungurile automate asigură prelucrarea pieselor de revoluție, cu dimensiuni relativ reduse și mijlocii, fără intervenția muncitorului.

Mișcările de lucru și auxiliare sunt executate, în succesiunea necesară, de către mecanismele de comandă și distribuție, pe baza unui program bine stabilit.

Prin eliminarea influenței operatorului asupra desfășurării procesului de prelucrare, și prin suprapunerea judicioasă a acțiunii diferitelor scule, se poate reduce considerabil timpul de lucru iar, prin efectuarea rapidă a mișcărilor de apropiere și retragere, se pot reduce timpii ajutători.

De asemenea, timpul de prelucrare poate fi redus prin utilizarea dispozitivelor auxiliare, cu ajutorul cărora, în timpul prelucrărilor principale, sau în paralel cu acestea, se pot realiza prelucrări care ar necesita alte utilaje, sau alte fixări pe același utilaj (de exemplu: burghieri transversale, frezarea unor canale sau degajări, etc).

Un alt avantaj al strungurilor automate îl constituie faptul că un muncitor poate deservi simultan mai multe mașini.

În funcție de piesa de prelucrat, respectiv de complexitatea fazelor de lucru necesare, un muncitor poate deservi 4 – 8 strunguri automate.

În schimb, echiparea cu sculele necesare și reglarea strungurilor automate necesită un timp relativ lung și o calificare ridicată.

Din acest motiv, utilizarea strungurilor automate în producție trebuie hotărâtă pe baza unui calcul de rentabilitate.

După felul semifabricatului, strungurile automate pot fi pentru prelucrări din bară și pentru prelucrări din semifabricate individuale.

După numărul arborilor principali, strungurile automate se împart în:

strunguri monoaxe;

strunguri multiaxe.

În funcție de construcția mecanismelor de comandă și de execuție, strungurile automate monoax pot fi:

strunguri automate de strunjit longitudinal și profilat: de exemplu: UMF Ruhla – model 656; SKF – 800; Bechler Ar, A8, Traub – TC 15; Strohm – SJ 75 –105 – 125; Tornos–R10, R16; BP – U16 (Polonia); TOS – model AD 16, AD 25; 1 A 10P., 1 A 12P etc;

strunguri automate cu cap revolver, de exemplu: Index-12, 18, 25; 86, 52; Skoda – model A 12, A 20, A 40; SKF-16, 25, 42, 60; 1 D – 112, 1 D – 118, ATA-20, ATA–40, DAR-12, 18,; 1 B 124, 1 B 136, 1 B 140 etc.

La rândul lor, strungurile automate multiax, după modul de lucru, se pot grupa astfel:

strunguri automate multiax cu prelucrare succesivă, de exemplu: model 123 – 4;1 A-240 – 6, IA 225 – 6, WMW – DAM 4×42; AMTEC, SCHUTTE etc.;

strunguri automate multiax cu prelucrare în paralel, model 147, 148, 149 etc.

În anexele A1, A2 și A3 [2] sunt date principalele elemente caracteristice ale celor mai des întâlnite strunguri automate.

Necesitatea ridicării continue a productivității muncii a impus introducerea în producția de serie și de masă a strungurilor semiautomate și automate, mașini-unelte la care întregul ciclu de prelucrare a unei piese se execută automat.

Varietatea constructivă, dimensională și funcțională a strungurilor automate fiind foarte mare, clasificarea lor se poate face după diferite criterii, de exemplu:

după poziția axei arborelui principal există strunguri automatizate orizontale și verticale;

după numărul arborilor principali există strunguri automatizate monoax și multiaxe ;

după modul de comandă al ciclului de lucru automat ș.a.

Acest ultim criteriu este cel mai frecvent utilizat, după care se deosebesc trei grupe, schematizate în figura 1.1. Strungurile automate, din punctul de vedere al comenzii ciclului automat de lucru, se caracterizează prin arborele de comandă AC care, de regulă, poartă camele disc și spațiale, de la care se preiau mișcările de avans de lucru și rapide de apropiere – îndepărtare a săniilor portscule.

După construcția și funcționarea arborilor de comandă se deosebesc trei grupe. Din prima grupă (fig. 1.1, a) fac parte strungurile automate la care arborele de comandă se rotește cu viteză unghiulară constantă (ω1), atât la transmiterea avansurilor de lucru, cât și a avansurilor rapide de apropiere – îndepărtare. Mișcarea este preluată de la lanțul mișcării principale (cutia de viteză) cu o singură legătură cinematică.

Din a doua grupă (fig. 1.1, b) fac parte strungurile automate la care arborele de comandă se rotește cu două viteze unghiulare.

Fig.1.1 Tipuri de grupe de strunguri automate

Cu această construcție, timpii auxiliari se reduc considerabil și crește capacitatea de lucru a mașinii-unelte.

Vitezele unghiulare sunt (ω1) și (ω2), prima este o viteză unghiulară lentă (ω1), obținută prin legătura cinematică lC1 (când se transmit avansurile de lucru) și cea de-a doua este o viteză unghiulară mărită (ω2), transmisă prin lanțul cinematic lC2 (când se transmit avansurile rapide de apropiere – îndepărtare).

Din grupa a treia (figura 1.1, c) fac parte strungurile automate care au doi arbori de comandă, unul principal AC și unul secundar ACS.

Arborele de comandă principal transmite avansurile de lucru, iar arborele de comandă secundar comandă fazele ciclului de lucru automat și avansurile rapide de apropiere – îndepărtare.

1.2 POSIBILITĂȚI TEHNOLOGICE ALE STRUNGURILOR AUTOMATE.

Posibilitățile tehnologice ale unui strung automat monoax sunt determinate de:

gama turațiilor ce pot fi realizate de arborele principal;

gama avansurilor realizabile de capul revolver și de săniile transversale;

lungimea curselor de lucru;

numărul pozițiilor pentru scule din capul revolver și al săniilor transversale;

existența unor dispozitive speciale;

existența unor portscule combinate;

posibilitatea utilizării unor avansuri rapide pentru apropierea și retragerea sculelor;

posibilitățile de suprapunere a diferitelor prelucrări în cadrul aceleiași faze de lucru etc.

Posibilitățile tehnologice ale unui strung automat multiax sunt determinate de:

numărul de arbori principali;

numărul săniilor transversale;

numărul pozițiilor pentru scule în sania centrală longitudinală;

lungimea cursei săniilor;

regimurile de așchiere ce se pot aplica etc.

Prelucrările ce se pot realiza pe strunguri automate și domeniul de utilizare a strungurilor automate

Pe strungurile automate se poate realiza o diversitate mare de prelucrări, ca urmare a unor largi posibilități tehnologice.

Aceste prelucrări se pot împărți în două grupe:

Grupa I. Prelucrări ce se pot realiza cu suporturile și accesoriile normale ale mașinilor-unelte automate:

strunjire longitudinală;

retezare, strunjire transversală;

strunjire profilată și conică;

burghiere, lărgire, alezare;

tarodare, filetare cu filieră.

Grupa II. Prelucrări ce se pot realiza numai cu dispozitive și accesorii speciale:

burghiere rapidă;

burghiere transversală;

frezare;

filetarea piulițelor;

filetarea cu cuțit;

strunjirea de copiere.

Desfășurarea acestor prelucrări este uneori diferită de cea realizată pe strungurile universale atât datorită construcției speciale a suporturilor portsculă, cât și a posibilităților de suprapunere a mai multor prelucrări.

Strungurile automate se pot utiliza în mod economic numai în cazul în care numărul pieselor dintr-un lot este suficient de mare, astfel ca mașina să poată prelucra o anumită perioadă de timp aceeași piesă.

Durata acestei perioade se află într-un anumit raport față de timpul necesar reglării mașinii și diferă în funcție de tipul strungului și de complexitatea piesei.

Din acest motiv, strungurile automate sunt utilizate exclusiv în producția de serie și de masă.

Suprapunerea fazelor se poate realiza prin trei căi principale:

pe același suport se fixează mai multe scule, toate lucrând cu același avans;

sculele sunt fixate pe sănii diferite și astfel fiecare are avans independent;

prin combinarea primelor două căi.

1.3 STRUNGURI AUTOMATE DE STRUNJIT LONGITUDINAL ȘI PROFILAT.

Schema de principiu a unui strung automat de strunjit longitudinal și profilat se prezintă în figura 1.2. Aceste tipuri de strunguri sunt caracterizate prin faptul că atât mișcarea principală de rotație necesară așchierii cât și avansul de lucru sunt executate de către semifabricat, iar sculele fixate în săniile transversale au numai mișcare radială.

Fig. 1.2 Schema de principiu a unui strung automat de

strunjit longitudinal și profilat

Pe aceste tipuri de strunguri automate, se indică, în general, prelucrarea pieselor de rigiditate redusă, deoarece, prin mecanismul de ghidare și avans al semifabricatului, se asigură o rigiditate tehnologică relativă ridicată și constantă, la prelucrare.

În principiu, fiecare automat de acest tip (fig. 1.2), se compune din:

păpușa arborelui principal 2;

mecanismul de fixare a semifabricatului 6;

luneta suport 1;

săniile transversale 7;

sania arborilor portscule 3;

mecanismul de avans al barei 4 și 5.

1.4 POSIBILITĂȚI TEHNOLOGICE PE STRUNGUL AUTOMAT DE STRUNJIT LONGITUDINAL ȘI PROFILAT SKF – 800.

1.4.1 Introducere

Strungul automat de strunjit longitudinal și profilat tip SKF – 800, fig.1.3, face parte din categoria strungurilor automate, la care automatizarea specifică grupei II de automate este realizată printr-un sistem de programare alcătuită din două elemente interconectate:

limitatori de cursă electromagnetici;

circuit secvențial cu contacte electrice programabile pas cu pas.

Fig. 1.3 Strungul automat SKF – 800

Strungurile de acest tip făcând parte din grupa II, se caracterizează printr-un grad remarcabil de universalitate fiind destinate prelucrării pieselor complexe în producția de serie mare cu diametre de până la 80 mm și raport lungime/diametru până la 5.

1.4.2 Etapele de proiectare a tehnologiilor de prelucrare pe strungurile automate de strunjit longitudinal și profilat tip SKF – 800

Ciclul de prelucrare pe aceste strunguri automate prezintă niște particularități legate de construcția și posibilitățile lor de lucru.

Documentația tehnologică cuprinde:

fișa tehnologică;

fișa de calcul;

plan de operații;

cartela de programare.

Proiectarea tehnologiilor specifice strungurilor automate de tip SKF – 800 cuprinde etapele de sinteză, dimensionare și analiză a parametrilor de lucru și rezolvă următoarele probleme:

Analiza tehnologică a desenului de execuție;

Stabilirea tipodimensiunii mașinii-unelte;

Cunoașterea posibilităților de prelucrare și a caracteristicilor tehnice
ale mașinii;

Întocmirea fișei tehnologice film de prelucrare a piesei, structura
ciclului de lucru automat;

Determinarea adaosurilor de prelucrare;

Adoptarea sculelor și a setului de portscule necesare prelucrării;

Determinarea parametrilor regimului de așchiere;

Calculul lungimii curselor de lucru necesare pentru reglaj;

Calculul timpului pe ciclu și a productivității;

Întocmirea documentației tehnologice.

În cele ce urmează, sunt detaliate etapele de proiectare tehnologică specifică iar în final se prezintă un caz practic de proiectare a tehnologiei de prelucrare a unei piese pe strungul automat tip SKF – 800.

1.4.3 Analiza desenului de execuție

Întocmirea procesului tehnologic pentru strungul SKF – 800 se face pe baza desenului de execuție a piesei. Desenul de execuție oferă următoarele date necesare întocmirii procesului tehnologic:

suprafețele de prelucrat cu rugozitatea necesară;

dimensiunile și toleranțele de respectat;

indicații privind calitatea materialului și chiar a metodei de semifabricare;

indicații privind metoda de prelucrare mecanică;

prescripții privind precizia de formă și de poziție a suprafețelor prelucrate;

tratamentul termic și duritatea stratului superficial.

Analiza tehnologică a desenului tehnic se face urmărindu-se forma suprafețelor și materialului piesei.

Dintre condițiile care se cer formei pot fi menționate următoarele:

să permită instalarea în vederea prelucrării pe strungul SKF – 800;

să prezinte accesibilitate la suprafețele de prelucrat; să permită prelucrarea cu scule standardizate și eventual cu un număr cât mai mic de scule;

să confere rigiditate suficientă piesei în timpul prelucrării;

să se poată prelucra cu scule rigide etc.

O altă condiție tehnologică legată de materialul utilizat pentru executarea piesei este existența semifabricatelor care se pretează la prelucrarea pe astfel de mașini. În acest sens este de remarcat că la prelucrarea din bară este necesară existența barelor calibrate (STAS 2880-95) executate cu toleranțe în câmpurile h9 – h11 care să permită avansul comod prin dispozitivul de avans.

1.4.4 Alegerea mașinii-unelte

Alegerea mașinii-unelte adecvate pentru prelucrarea unei piese se face în principal în funcție de forma sa geometrică, de condițiile de calitate, de prelucrările necesare și de seria de fabricație.

De asemenea se vor avea în vedere posibilitățile oferite de diferite mașini-unelte din aceeași grupă de productivitate sau din grupe diferite pe care le avem la dispoziție, iar din acestea, la posibilități egale, se va alege acea mașină-unealtă care asigură prelucrarea cea mai economică.

Pentru a realiza aceste deziderate este necesar ca tehnologul să cunoască temeinic aceste posibilități.

1.4.5 Descrierea mașinii-unelte

Strungul automat din seria SKF – 800 este un strung din grupa a II-a de productivitate, care, ca urmare a posibilităților lui de schimbare simplă și rapidă a programului de lucru se pretează foarte bine la prelucrarea pieselor complicate cu suprafețe de revoluție, aflate în producția de serie mare și mijlocie.

Pentru programarea ciclului de lucru folosește un sistem de programare pas cu pas de tip cu bile și limitatoare de cursă cu acționare electromagnetică.

1.4.5 Caracteristicile tehnice ale mașinii-unelte

Din cartea tehnică se vor stabili caracteristicile tehnice și datele principale ale strungului SKF – 800, care ulterior vor fi necesare la proiectarea parametrilor de lucru pe această mașină-unealtă.

Ele se referă la:

alezajul arborelui principal;

diametrul maxim de trecere al barei prin dispozitivul de avans;

diametrul maxim de prelucrare peste batiu;

diametrul maxim al piesei prelucrate cu prindere în universal;

cursa maximă de lucru a săniei;

numărul de locașuri pentru scule;

domeniile de avansuri longitudinale și transversale;

gama de turații;

valorile avansului rapid;

puterea motorului de antrenare;

randamentul lanțurilor cinematice (principal și de avans).

1.4.6 Instalații suplimentare pentru strungul SKF – 800

Pe lângă echipamentul de bază, pe aceste mașini se pot monta instalații suplimentare care să permită lărgirea posibilităților de lucru a acestor mașini.

În acest scop ele sunt prevăzute cu:

dispozitiv combinat de avans și strângere;

dispozitiv de strângere pneumatic;

dispozitiv de strângere electric;

dispozitiv de evacuare a pieselor;

dispozitiv automat de filetare;

dispozitiv de copiat longitudinal;

dispozitiv de copiat transversal.

1.5 MATERIALELE ȘI SEMIFABRICATELE INDICATE PENTRU PRELUCRĂRILE PE STRUNGURILE AUTOMATE.

În principiu, pe strungurile automate se pot prelucra aceleași materiale ca și pe strungurile universale, cu condiția ca aceste materiale să aibă proprietăți bune de așchiere. În tabelul 1.1 sunt date principalele materiale care se pot prelucra pe strungurile automate, indicându-se rezistența la rupere a acestora.

În anexa IV [2], se dau dimensiunile standardizate ale barelor calibrate de diferite profile, executate din materialele indicate în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE PRELUCRAREA A PIESEI

„COLIVIE” PE STRUNGUL AUTOMAT SKF-800

2.1 PROCESE TEHNOLOGICE PE STRUNGURI AUTOMATE.

Spre deosebire de proiectarea proceselor tehnologice pe mașini-unelte universale, în cazul strungurilor automate este necesară o analiză mult mai detaliată a procesului tehnologic, cu defalcarea operației până la cea mai mică mișcare, întocmirea schițelor fazelor cu pozițiile sculelor, programarea în timp a fiecărei mișcări și proiectarea elementelor de comandă necesare.

Înainte de a se prezenta metodologia de proiectare, se vor defini elementele procesului tehnologic și noțiunile specifice, în cazul prelucrărilor pe strunguri automate.

Operația constituie totalitatea prelucrărilor ce se execută pe un strung automat, dintr-o singură reglare a acestuia. în cadrul unei operații, se pot obține una sau mai multe piese.

Faza conține totalitatea mișcărilor care se execută în mod automat de către diferitele subansambluri ale strungului automat pentru realizarea unei prelucrări sau a unei acțiuni auxiliare (de exemplu, avansarea și strângerea semifabricatului, bascularea piesei la unul din dispozitivele auxiliare etc).

Mișcarea constituie deplasarea unui organ de lucru sau ajutător cu o anumită viteză de deplasare și pe o anumită distanță (liniară sau circulară), cât și anumite comenzi pentru modificarea parametrilor de mișcare (schimbarea turației sau a sensului de rotație a arborelui principal) sau de poziție (schimbarea poziției capului revolver) a unor elemente.

Ciclul de lucru este totalitatea mișcărilor active și auxiliare, care determină obținerea piesei.

Numărul de rotații echivalente Nai reprezintă numărul de rotații complete pe care le execută arborele principal sau cel intermediar (la filetări), în timpul executării unei anumite mișcări active.

Turația de bază a arborelui principal nAP este acea turație cu care se rotește arborele principal la majoritatea mișcărilor active. Această turație se folosește la calculul diviziunilor necesare diferitelor mișcări.

Timpul principal pe ciclu Tc reprezintă timpul necesar executării tuturor mișcărilor active și în gol, pentru realizarea unei piese sau a completului de piese ce se prelucrează simultan.

Timpul pe piesă TP este timpul necesar executării unei singure piese, in min/buc. Dacă la o rotație a arborelui de comandă se obține o singură piesă, atunci Tp = Tc.

Diviziune. De obicei, la strungurile automate, prelucrarea unei piese are loc în timpul unei rotații a arborelui cu came. Din acest motiv durata diferitelor mișcări active sau în gol se exprimă în fracțiuni al acestei rotații complecte a arborelui cu came principal.

Discul de comandă, aflat pe arborele cu came este divizat fie în grade – în acest caz un ciclu de lucru are loc la rotația acestui arbore cu 360° fie în 100 părți – când o diviziune corespunde la o rotație a arborelui cu came cu 3,6 grade sau în 120 părți când o diviziune corespunde la o rotație cu 3 grade.

Pauze intermediare. La proiectarea procesului tehnologic, înainte de deplasarea unei sănii, sau la sfârșitul acesteia, trebuie intercalată o pauză, în timpul pauzei, săniile sunt în poziție de repaus.

Pauzele pot fi de așchiere și de siguranță.

Pauzele de așchiere. Sub acțiunea forțelor de așchiere, în sistemul de comandă al mișcării respective (pârghii, articulații, ghidaje), apar deformații elastice și, ca urmare, are loc o modificare a formei și a pozițiilor relative ale acestora.

Pauza de siguranță. Durata în timp a curselor de lucru, în cazul culegătoarelor cuțit (fără rolă), este influențată de raza de rotunjire a muchiei culegătorului. La pante mici, centrul arcului de cerc de rotunjire se află aproximativ pe direcția normală la curbă; la pante de urcare mai accentuate, în schimb, se află cu ceva în fața acestei normale; iar, la panta de coborâre mai accentuată, rămâne puțin în urmă.

2.2 ANALIZA DESENULUI PIESEI ȘI ÎNTOCMIREA DESENULUI DE OPERAȚIE.

Piesa (fig. 2.1) colivie este de fapt inelul exterior al unui rulment cu ace, special, din industria textilă. Colivia, fiind o piesa de revoluție, relativ complexa, cu un program de fabricație ce prevede loturi de mărime mare, se impune alegerea unui strung automat cu posibilități largi de prelucrare și flexibilitate în pregătirea fabricației.

Luând în analiză desenul de execuție al piesei se constată că prelucrarea poate să fie executată pe strunguri universale, revolver, automate. Pentru că piesa prezintă un număr mare de suprafețe în trepte, interioare și exterioare, este necesar un strung automat, cu posibilități de fixare a unui mare număr de scule, cu avans longitudinal și transversal. Acest lucru se poate realiza foarte bine pe un strung automat.

Mașina-unealtă care corespunde cel mai bine acestor condiții este un strung automat de strunjit longitudinal și profilat, iar dacă avem în vedere diametrul maxim de prelucrare se alege strungul SKF – 800, strung automat de strunjit longitudinal și profilat al cărui caracteristici principalele sunt prezentate în continuare:

Diametrul maxim al materialului – 40 mm;

Diametrul maxim al materialului cu dispozitivul de avans exterior – 46 mm;

Înaintarea maximă a materialului la o împingere – 100 mm;

Diametrul maxim de filetat fără folosirea pieptenului de filetat:

alamă – M36;

oțel – M28.

Diametrul maxim de filetat la folosirea pieptenului – M36;

Turația la strunjire – 170 …… 2100 rot/min;

Numărul de trepte – 8;

Turația la filetare – 65 …… 820 rot/min;

Numărul de trepte – 16;

Diametru] locașurilor pentru scule în capul revolver – 25 mm;

Numărul locașurilor în capul revolver – 6;

Cursa maximă a sculelor din capul revolver – 80 mm;

Distanța între capul revolver și cleștele de fixare sau ax:

maximă – 190 mm;

minimă – 68 mm.

Cursa maximă a săniei laterale – 45 mm;

Turația motorului electric de acționare – 1420 rot/min;

Puterea motorului – 4 kW.

Observație:

Diametrul capului revolver este de 150 mm

Raportul turațiilor strunjire – filetare este 5:1

Suprafața interioară trebuie să fie prelucrată în precizia IT 7 cu o rugozitate efectivă de Ra = 0,8 μm, iar suprafața exterioară – în IT 6 – la o rugozitate de 1,6 μm.

Pentru a asigura aceste condiții, după strunjirea pe strungul automat și tratamentul termic, piesa urmează să fie rectificată interior și exterior.

Materialul piesei este: Rul 2 STAS 1456-97; călit revenit la HRC 60 … 64.

Fig.2.1 Piesa – colivie

Pentru a putea proiecta procesul tehnologic pe strungul automat, este necesar să se întocmească desenul de operație, cu forma și dimensiunile piesei ce trebuie obținute pe acest utilaj. în acest sens se pornește de la itinerarul tehnologic din tabelul 2.1.

Tabelul 2.1

2.3 CALCULUL ADAOSURILOR DE PRELUCRARE ȘI AL DIMENSIUNILOR INTERMEDIARE.

Din calcul adaosurilor de prelucrare rezultă următoarele valori:

a) suprafața interioară:

pentru lepuit interior: 2aP11 = 37 μm;

pentru rectificat interior: 2aP8 = 140 μm;

pentru alezat: 2aP1 = 226 μm.

b) suprafața exterioară:

rectificat exterior finisat: 2aP9 = 110 μm;

rectificat exterior degroșat: 2aP7 = 150 μm;

strunjire: 2aP1 = 1450 μm.

Astfel, dimensiunile intermediare, care trebuie obținute la operația de strunjire, au valorile:

– diametrul interior:

dalezor = di – 2aP11 – 2aP8 = 11,6 – 0,037 – 0,140 = 11,423 mm;

Se rotunjește la Φ11,40 + 0,0430.

dburghiu = dalezor – 2aP1 = 11,4 – 0,226 = 11,174 mm;

Se rotunjește la: Φ11,20+ 0,0900.

– diametrul exterior."

dstr = d + 2aP9 + 2aP7 = 15,2 + 0,110 + 0,150 = 15,460 mm;

Se rotunjește la: Φ15,50- 0,070.

Diametrul semifabricatului la prelucrarea pe un strung automat SKF – 25 se calculează:

dsf = dstr + 2ap1 = 15,5 + 1,450 = 16,950 mm.

2.4 ALEGEREA SEMIFABRICATULUI.

Ținând seama de dimensiunile de gabarit din desenul de operație și de adaosul de prelucrare pentru strunjire, se alege următorul semifabricat:

oțel rotund calibrat T Φ17h10/Rul2 – STAS 1800-99, având lungimea de 3000 mm.

Lungimea semifabricatului pentru o piesă, conform relației (2.1) [2] și a tabelului 2.2 [2]:

l1 = 24 mm; (s-a ales br = 4 mm în loc de 2,7 mm, cât indică tabelul 2.2 [2] pentru acest diametru, pentru a asigura îndepărtarea la retezare a porțiunii conice a găurii, lucru necesar pentru reușita fazei de centruire la piesa următoare).

2.5 STABILIREA SUCCESIUNII ȘI A SUPRAPUNERII FAZELOR NECESARE PRELUCRĂRII.

Pornind de la desenul produsului finit, de la caracteristicile constructive ale strungului automat ales și posibilitățile tehnologice ale acestuia fazele de prelucrare și schema de lucru se stabilesc în așa fel, încât să se asigure realizarea condițiilor de precizie și rugozitatea suprafeței impuse, la un cost de producție minim și cu o productivitate ridicată.

Pentru reprezentarea schemei de prelucrare se întocmesc schițe separate pentru fiecare grupă de faze de lucru. O grupă de faze de lucru constă din faza principală și fazele suprapuse total sau parțial cu aceasta.

În schița unei grupe de faze se reprezintă cu linie subțire suprafețele piesei care s-au prelucrat în fazele anterioare și cu linii groase acele suprafețe care se prelucrează în grupa respectivă de faze. De asemenea, se reprezintă sculele și, parțial, portsculele care concură la prelucrările din gruparea respectivă de faze (fig. 2.2 și 2.3).

Cunoscând posibilitățile tehnologice ale strungului automat SKF – 25, echipat cu dispozitive suplimentare, se stabilesc fazele de prelucrare din tabelul 2.2.

Tabelul 2.2

Analizând fazele de prelucrare din tab. 2.2, se constată următoarele:

s-a introdus o fază de centruire (deși ea este recomandată numai la alezaje cu l > 5d), din cauza prelucrabilității mai grele a acestui material;

faza 6 se va executa cu un cap de frezat cu un dinte, montat pe arborele portsculă al dispozitivului de frezat laturi AFM – 1 ;

faza 7 se va executa cu o sculă fixată în portcuțitul pentru degajări interioare, montat în capul revolver, iar avansul transversal se obține cu ajutorul unei rigle montate pe sania din spate.

2.6 DETERMINAREA PARAMETRILOR REGIMULUI DE AȘCHIERE.

La stabilirea regimurilor de așchiere, pentru prelucrarea pe strunguri automate mono și multiax trebuie să se țină seama de faptul că participarea în timp a sculelor, care lucrează pe perioada unui ciclu de lucru, este diferită.

Având în vedere multitudinea de scule care participă la prelucrarea unei piese, timpul mediu de așchiere efectivă a unei scule nu depășește 15 – 20% din timpul total al ciclului – la strunguri monoax și 20—30% – la cele multiax.

Având în vedere prelucrabilitatea dificilă a materialului Rul 2, este necesar un calcul amănunțit al parametrilor regimului de așchiere.

Parametrii regimului de așchiere se calculează cu relațiile de calcul din [2].

Faza 2. Strunjire longitudinală.

Adâncimea de așchiere se calculează cu relația:

t = = 0,75 mm

Din tabelul 3.1 [2] va rezulta:

f = 0,08 … 0,11 mm/rot

Ținând seama de adâncimea mică de așchiere se alege:

f = 0,1 mm/rot

Viteza de așchiere, se determină conform tabelului 3.17 [2]:

v100 = kr = 0,35 = 22,65 m/min;

Unde: kv – 0,35, coeficient pentru oțel de rulment (tabelul 3.18) [2].

Faza 2. Centruire.

Se execută cu un burghiu elicoidal Φ12.

Din tabelul (3.1) [2] rezultă

f = 0,1 … 0,12 mm/rot

v = 33 · kv = 33 · 0,4 · 1,27 = 16,76 m/min (din tabelul 3.20 [2]).

Din anexa A2.2.2 [2], pentru prelucrarea oțelurilor dure pe strunguri automate SKF – se recomandă

viteze de strunjire v = 20 … 35 m/min;

pentru burghiere v = 20 … 30 m/min.

Se alege:

vstr = 30 m/min; vcentr. = 20 m/min.

Turațiile vor fi:

nstr = 616 rot/min

ncentr = 636 rot/min

nstr-= 616 rot/min; nburgh. = 636 rot/min.

Se adoptă valoarea minimă și astfel: n2 = 616 rot/min.

Forța de așchiere se calculează conform formulelor din tabelul 3.25 [2]:

la strunjire:

Fz = CFz · tXFz · fYFz · kF = 145 · 0.751,0 · 0,10,80 · 2,3 = 39,64 daN

la centruire:

Fz = CFz · fYFz · DZFz · kF = 68 · 0,10,7 · 121,0 · 2,3 = 312 daN

Puterea necesară se calculează:

la strunjire:

Pstr = = = 0,195 kW

la centruire:

Pcentr. = = =

= = 0,98 kW

Deci, puterea totală pe post va fi:

P1 = 0,195 + 0,98 = 1,175 kW, care este mai mică decât puterea motorului electric al strungului automat SKF (PME = 4 kW).

Faza 3. Burghiere Φ11,1 x 22 mm.

Din tabelul 3.1 și 3.20 [2] se extrag:

f3 = 0,1 … 0,12 mm/rot;

v3 = 30 m/min;

n3 = 860 rot/min.

Deoarece regimul este apropiat de cel de la faza anterioară nu mai este necesară verificarea puterii.

Faza 4. Strunjire canal exterior.

Avansul conform tabelului (3.1) [2] este:

f = 0,02 … 0,03 mm/rot

Se adoptă:

f4 = 0,025 mm/rot

Viteza de așchiere, conform tabelului (3.17) [2] va fi:

v100 = · kv = · 0,30 = 27,36 m/min;

n4 = 640 rot/min

Faza 5. Frezare laturi.

Această prelucrare se execută cu capul de frezat AFM – 1.

Dispozitivul se compune din două părți:

partea fixă 1 – montată pe păpușa fixă a strungului;

partea mobilă 2 – montată pe sania din față.

Cele două părți sunt legate prin arborele cardanic II b.

Mișcarea de rotație este preluată de la arborele principal III, prin roțile dințate z1 și z2 și prin angrenajele z3/z4 și și transmisă la arborele portfreză IV a.

Rapoartele de transfer ale angrenajelor sunt astfel determinate astfel încât freza 3 să se rotească cu dublul turației arborelui principal și în același sens cu acesta și astfel se generează cele două laturi ale piesei.

Parametrii tehnologici ai frezei sunt:

diametrul DF = 68 mm;

lățimea b = 2,1 mm.

Adaosul de așchiere îndepărtat se calculează cu relația:

a = 1,2 mm

Avansul recomandat la prelucrarea laturilor este:

f = 0,01 … 0,025 mm/rot piesă;

Se adoptă: f5 = 0,015 mm/rot.

Viteza de așchiere se calculează în funcție de turația piesei si anume:

v = [m/min]

Întrucât încă nu s-a definitivat turația de lucru, urmează ca această viteză să se calculeze ulterior.

Faza 6. Alezare Φ11,4 mm.

Din tabelul A2.2.3 [2] se alege:

f6 = 0,15 mm/rot;

v6= 15 m/min.

Rezultă n6 = 418 rot/min.

Faza 7. Strunjire profilată interioară.

Se execută cu un cuțit detalonat, fixat în portcuțitul pentru degajare interioară RT 1521 (v. Anexa A5.25 [2]).

Lățimea profilului, conform detaliului A din fig. 2.1, este: b = 3,5 mm.

Ținând cont de rigiditatea relativ redusă a sculei și a piesei, din tabelul 3.1 [2], se alege:

f = 0,015 mm/rot

Viteza de așchiere se calculează:

v100 = · kv = · 0,30 = 28,04 m/min

Pentru care turația: n7 = 745 rot/min

Faza 8. Retezare.

Lățimea cuțitului br = 4 mm.

Ținând cont de lungimea mică a cursei de lucru din tabelul 3.1 [2], se alege:

f = 0,025 mm/rot.

Viteza de așchiere, conform tabelului 3,17 [2]:

v100 = · ku = · 0,35 = 29,2 m/min

Turația va fi: n8 = 600,4 rot/min.

Observație. La fazele 3, 4, 5, 6, 7 și 8 nu s-au calculat forțele și puterile de așchiere întrucât acestea sunt mici, parametrii regimului de așchiere fiind reduși.

Din tabelul 2.3 se observă că valorile extreme ale turațiilor calculate sunt 480 și 745 rot/min.

Din anexa A2.4.1 [2], pe baza posibilităților strungului SKF – 800, se alege:

nAP = 622 rot/min

cu rotile de schimb .

Tabelul 2.3

Se observă că această valoare este apropiată de turațiile calculate ale fazelor mai dificile. La alezare, se va lucra cu turația de filetare de 301 rot/min, cu roțile de schimb . La alegerea alezorului trebuie ținut cont de sensul de rotație al arborelui principal la această turație.

Viteza de așchiere la frezarea laturilor:

v = = = 265,7 m/min.

La prima vedere pare să fie o viteză mare, dar dacă se ține cont de timpul foarte scurt de contact al sculei cu semifabricatul se apreciază viteza ca fiind admisibilă.

2.7 ÎNTOCMIREA SCHIȚELOR FAZELOR ȘI CALCULUL LUNGIMILOR CURSELOR.

Desenând la scară schițele fazelor 1, 2, 3, 4, 6 și 8, se determină lungimile curselor, care se trec în schemele de lucru fig. 2.5 …… 2.11.

Probleme specifice apar la fazele 5 și 7.

Faza 5. Frezat laturi.

Prelucrarea se execută cu ajutorul unui cap de frezat.

Pentru a asigura spațiu suficient avansării capului de frezat, capul revolver, pe durata acestei prelucrări, trebuie să stea în poziție retrasă, iar postul respectiv se lasă liber.

Lungimea cursei de lucru comandată de cama săniei anterioare:

lc5 = (0,5 … 1) + la5 = (0,5 … 1) + 1,2 = 2,0 mm

Faza 7. Strunjirea interioară profilată.

Cuțitul detalonat este fixat în portcuțitul pentru degajări interioare RT 1521 din postul VI al capului revolver.

Lungimea cursei longitudinale comandată de cama capului revolver se calculează:

lc7a = (2 … 3) + l7a = (2 … 3) + 3,5 = 6 mm

L7 = lt1 + K + LSa = 32 + 10 + 56 = 98 mm

Lungimea cursei transversale comandată de sania din spate:

lc7 = (0,5 … 1) + l7a = (0,5 … 1) + = 2 mm

2.8 CALCULUL NUMĂRULUI DE ROTAȚII ECHIVALENTE PENTRU FAZELE DE LUCRU ȘI COMPLETAREA FIȘEI DE CALCUL.

După completarea denumirilor fazelor, a lungimilor curselor și a parametrilor regimului de așchiere se trece la calculul numărului de rotații echivalente pentru fazele de lucru, folosind relația (4.24) [2].

Analizând valorile obținute și posibilitățile de suprapunere, se observă:

pentru faza 4 sunt necesare 60 rot, în timp ce pentru faza 3, peste care se suprapune, sunt necesare 240 rot; deci se poate reduce avansul la faza 4 la 0,0125 mm/rot, pentru care vor corespunde 120 de rot;

ciclul de lucru cu puține faze, executate exclusiv cu săniile transversale, nu permite alte suprapuneri de faze active.

Însumând valorile rotațiilor pentru mișcările principale, se obține numărul de rotații totale N’a tot. = 1320 rotații.

2.9 CALCULUL TIMPULUI PE CICLU.

Folosind relația (4.37) [2] se obține:

t'a = · 60 = 127,3 sec.

Timpul preliminar pe ciclu:

T'C = (1,2 … 1,4) · 127,3 = 135 … 178 sec.

2.10 DETERMINAREA DIVIZIUNILOR AFERENTE DIFERITELOR MIȘCĂRI ȘI COMENZI.

Din anexa A2.4.6 [2], pentru T’c = (120… 200) sec, rezultă următoarele valori ale gradelor necesare schimbării poziției capului revolver:

prima schimbare 60;

următoarele schimbări 120;

schimbarea sensului de rotație a arborelui principal: 6/2 = 30.

Diviziunile necesare pentru urcările și coborârile rapide pe camă se determină din anexa A2.4.13 [2].

Valorile astfel determinate pentru mișcările auxiliare se trec în planul de operații – tab.2.4.

Însumând gradele necesare pentru mișcările în gol nesuprapuse se obține:

Sg tot = 840

Pentru mișcările active rezultă:

Sa tot = 3600 – 840 = 2760

Astfel, valoarea mai apropiată a timpului pe ciclu este:

T’’C = 166,04 sec

Consultând anexa A2.4.3 [2] se adoptă timpul definitiv pe ciclu Tc = 165 sec, care se poate obține cu rotile de schimb .

Cu ajutorul relațiilor (4.44) și (4.45) [2], se obține

Na tot = Ntot · = 1311 rot

Deci ΔNa = Na tot – N'a tot = 1311 – 1320 = – 9 rot, care se va scădea din faza 8 b.

Observație. Timpul pe ciclu obținut este relativ mare și acest lucru se datorează atât materialului de prelucrat cât și ciclului de lucru complex, care nu permite multe suprapuneri. De asemenea, pentru a obține rugozități corespunzătoare a suprafețelor exterioare și interioare, la fazele 2 și 6 s-au prevăzut retrageri ale sculelor cu:

sretrag = 5 · slucru

Se verifică în final ca suma gradelor active să fie 276.

Schemele de lucru ale fazelor, se prezintă în figurile 2.3 …… 2.9.

Fig. 2.3 Faza numărul I

Fig. 2.4 Faza numărul II

Fig. 2.5 Faza numărul III

Fig. 2.6 Faza numărul IV

Fig. 2.7 Faza numărul V

Fig. 2.8 Faza numărul VI

Fig. 2.9 Faza numărul VII

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE A PIESEI „COLIVIE”

PE MAȘINI – UNELTE CLASICE

3.1 ANALIZA CONSTRUCTIV – TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE PRELUCRAT.

Piesa de prelucrat „colivie” face parte din clasa „bucșe”.

Din condițiile de precizie impuse se desprind următoarele concluzii:

Precizie dimensională: – dmax = Φ 15,2 mm;

– lmax = 20 mm.

Diametrele la care se impune o precizie dimensională ridicată sunt:

– Φ 15,2 (- 0,006- 0,018);

– Φ 13,6 (0- 0,1);

– Φ 11,6 (+ 0,020);

– Φ 13,7 (+0,1- 0,1);

– Φ 13,8 (+0,1- 0,1);

– Φ 13,2 (+ 0,10);

– 2,1 (+0,1- 0,1);

– 7 (+0,1- 0,1);

– 3,5 (+ 0,10);

– 11,2 (+0,1- 0,1).

Dimensiunile de profil ale piesei sunt:

– teșituri: 1×450 – la exterior.

Precizia geometrică:

Se impun următoarele abateri de formă și de poziție:

cilindricitate exterior colivie – 0,02 mm;

paralelism la suprafețele frontale ale coliviei – 0,015 mm;

perpendicularitate a suprafețelor frontale, pe axa coliviei – 0,015 mm.

Rugozitatea suprafețelor:

La piesa „colivie” se impun următoarele rugozități:

rugozitate generală Ra = 6,3;

rugozitate suprafață cilindrică Ra = 0,8;

rugozitate pe suprafețele frontale: Ra = 3,2.

Materialul piesei:

Piesa se execută din Rul 2, STAS 1456-97, oțel pentru rulmenți, călit și revenit la HRC 60 – 64.

Masa piesei în stare finită este mpiesă finită = 0,012 kg.

3.2 STABILIREA TIPULUI DE PRODUCȚIE ȘI A LOTULUI OPTIM.

În industria constructoare de mașini există trei tipuri de producții și anume:

producție de masă;

producție de serie;

producție individuală sau de unicate.

În producția de masă produsele se execută în mod continuu, în cantități relativ mari și într-o perioadă lungă de timp (de obicei câțiva ani).

În producția de serie se execută serii de produse și loturi de piese, care se repetă cu regularitate după anumite și bine stabilite perioade de timp.

În producția individuală sau de unicate se execută produse într-o nomenclatură foarte variată în cantități mici în majoritate unicate.

a) Stabilirea tipului de producție

Relațiile pentru stabilirea tipului de producție se extrag din [8].

Pentru determinarea tipului de producție s-a făcut un calcul preliminar al ritmului probabil de prelucrare cu relația :

Rt = [ore/buc] (4.1)[8]

unde : Ft – fondul de timp disponibil

Ft = [Zc – (Zl + Zs)] n s Ks [ore/an]

Date inițiale:

Zc = 365 zile;

Zl = 104 zile libere;

Zs = 8 zile sărbători legale;

n = 8 ore/schimb;

s = 2 schimburi;

Ks = 0,8…………1, coeficient de corecție.

Ft = [365 – (104 + 8)] · 0,9 · 8 · 2 = 3643 ore/an

Se calculează apoi producția fizică, Qp :

Qp = 6000/n + 2000 · n = 16750 buc/an

Ritmul de prelucrare, Rt :

Rt = ore/buc

Se calculează în final indicele de producție, Kt :

Kt =

Piesa de prelucrat „colivie”, se pretează a se executa în producție de serie mare.

b) Calculul lotului optim de prelucrare

Numărul optim de piese din lot, este dat de relația:

nlot = [buc/lot] (4.3)[8]

unde :

k = 5………12, coeficient de pondere, se adoptă k = 7,5;

tpi = 14,25 min, suma timpilor de pregătire-încheiere;

tu = 19 min, suma timpilor unitari.

nlot = buc/lot

3.3 ALEGEREA SEMIFABRICATULUI.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanică depinde în mare măsură, în special în prima parte, de tipul semifabricatului folosit.

Acesta determină prin forma și dimensiunile sale, tipul și ordinea operațiilor de prelucrare, volumul de manoperă necesar și implicit gradul de valorificare al materialului.

Literatura de specialitate recomandă alegerea semifabricatului în funcție de:

forma, dimensiunile și materialul piesei;

tipul de producție ce trebuie realizat;

posibilitățile practice de execuție;

aprovizionarea existentă.

Alegerea semifabricatului presupune stabilirea tipului de semifabricat optim și apoi determinarea dimensiunilor acestuia.

Ținând cont de aceste considerente se constată că la execuția „coliviei” se pot utiliza două tipuri de semifabricat:

semifabricat forjat;

semifabricat laminat.

3.3.1 Varianta forjată

„Bucșa de rulment” se poate executa dintr-un semifabricat forjat, deoarece oțelul RUL 2, conform STAS 800 – 94 se poate prelucra prin deformare plastică la cald, iar dimensiunile sale se încadrează în gabaritul pieselor forjate. Forma constructivă și caracterul de unicat al fabricației justifică forjarea liberă la ciocane, a semifabricatului.

Luând în considerare indicațiile din STAS 2171 – 94, forma semifabricatului, adaosurile de prelucrare și toleranțele acestora se calculează dimensiunile semifabricatului cu relațiile din tab.(1.12) [8].

Date inițiale de calcul:

Ad1 = 5 mm;

Al = 10 mm;

TAd1 = ± 2 mm;

TAl = ± 4 mm.

Cu aceste valori ale adaosurilor dimensiunile semifabricatului vor fi:

dsf. = dpf + Ad1 = 15,2 + 5 = 20,2 ± 2 mm

lsf. = lpf + Al = 20 + 10 = 30 ± 4 mm

În vederea aprecierii modului de utilizare al materialului se calculează coeficientul de utilizare al materialului:

η = [%]

Unde:

Gpf = 0,012 kg, greutatea piesei finite;

Gsf = V · γ, greutatea semifabricatului.

Se calculează volumul semifabricatului:

Vsf = dm3

Greutatea specifică este γ = 7,85 kg/dm3.

Se calculează greutatea semifabricatului:

Gsf = 9,6 · 7,85 = 0,075 kg

Coeficientul de utilizare al materialului în varianta forjată va fi:

η = = 16 %

3.3.2 Varianta laminată

Varianta este posibilă deoarece oțelul RUL 2, conform STAS 800 – 94, se poate prelucra prin laminare la cald și se livrează sub formă de bare cu secțiune circulară.

Pentru a alege dimensiunea optimă a barei laminate este necesară determinarea adaosurilor de prelucrare necesare.

În construcția de mașini, pentru obținerea pieselor cu precizia necesară și calitatea de suprafață impusă de condițiile funcționale, este necesar ca de pe semifabricat, să se îndepărteze prin așchiere un strat de material care constituie adaosul de prelucrare.

Relația de calcul a adaosului de prelucrare este următoarea:

a) pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafețe exterioare și interioare de revoluție:

2ACmin = 2(RZp + SP) + (1.3)[8]

b) pentru adaosuri asimetrice, la suprafețe plane opuse prelucrate în faze diferite sau pentru o singură suprafață plană:

ACmin = RZp + SP +ρP + ЄC (1.5)[8]

unde:

Ac min – adaosul de prelucrare minim, considerat pe o parte (rază) sau pe o singură față plană;

Rzp – înălțimea neregularităților de suprafață rezultate la faza precedentă;

Sp – adâncimea stratului superficial defect (ecruisat) format la faza precedentă;

εc – eroarea de așezare la faza de prelucrare considerată.

Dimensiunile intermediare sau interoperaționale sunt dimensiunile succesive pe care le are piesa la diferitele operații de prelucrare prin așchiere, începând de la starea de semifabricat, până la piesa finită.

Analizând dimensiunile piesei se constată că suprafața care va determina diametrul semifabricatului este suprafața de Φ15,2, aceasta se obține ca urmare a patru operații:

rectificare de finisare;

rectificare de degroșare;

strunjire de finisare;

strunjire de degroșare.

Calculul adaosurilor de prelucrare, pentru suprafața cilindrică Φ15,2, se face considerând operațiile și fazele necesare prelucrării în ordinea inversă.

Pentru că adaosul de prelucrare este simetric, se utilizează relațiile din [8].

a) Rectificarea de finisare

TP =50 μm, (STAS 8101-88)

HP =10 μm, tab.(5.2)

SP =0, (deoarece în cazul prelucrării semifabricatelor care au fost supuse la tratamente termochimice, din expresia adaosului de prelucrare se elimină valoarea lui SP, în scopul păstrării stratului tratat termochimic)

ρP =ΔC ·lC +ЄCentr.

ΔC =0,05 μm/mm, tab.(5.5), curbura specifică

lC = 20 mm

ЄCentr =0, eroarea de bazare în direcția radială, la instalarea semifabricatelor între vărfuri

ρP =0,05 ·20 +0 = 1 μm, unde ЄC =0

Înlocuind datele în relația de calcul a adaosului de prelucrare:

2AC1 =50 + 2(10 + 0) +2(1 + 0)=72 μm

Se calculează diametrul intermediar, înaintea rectificării de finisare:

d1max = bmax + 2ACmax =15,2 +0,072 =15,272 mm

d1min = d1max – Ta =15,272 –0,050 =15,222 mm

b)Rectificarea de degroșare

TP =170 μm

HP =25 μm

SP =0

ΔC = 0,7 μm/mm

ρP =ΔC ·lC +ЄCentr = 0,8·20 + 0 = 16 μm

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC2 = 170+2(25+0) + 2(16+0) =252 μm

Adaosul intermediar înaintea rectificării de degroșare va fi :

d2max =15,272 + 0,252 =15,524 mm

d2min = 15,524 – 0,170 =15,354 mm

c) Strunjire de finisare

TP =340 μm

HP =50 μm

SP =50 μm

ρP + ЄC =0,96 ЄCentr + 0,4 · ρP

ρP =0,96 · ЄCentr + 0,4 ·ΔC ·lC

ЄCentr = 20 μm

ΔC =0,1 μm/mm

ρP =0,96 ·20 + 0,4 · 0,1 ·20 =20 μm

ЄC =0

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC3 = 340 + 2(50 + 50) + 2(20 + 0) =580 μm

Se calculează diametrul intermediar înaintea strunjirii de finisare:

d3max = 15,524 +0,580 =16,104 mm

d3min = 16,104 – 0,340 =15,764 mm

d)Strunjire de degroșare

Adaosul de prelucrare se calculează folosind următoarele date:

TP =1300 μm

HP = SP =150 μm (semifabricat neprelucrat prin așchiere, laminat)

ρP =0,96 · ЄCentr + 0,4 ·ΔC ·lC

ЄCentr = 325 μm

ΔC =1,5 μm/mm

lC = 20 mm

ρP =0,96 ·325 + 0,4 ·1,5 ·20 = 324 μm, unde ЄC =0

Adaosul de prelucrare, va fi :

2AC4 =1300 + 2(150 +150) + 2(324 +0) =2548 μm

Diametrul semifabricatului laminat, înaintea strunjirii de degroșare va fi:

d4 =16,104 +2,548 =18,652 mm

Se va alege din STAS 333/91, o bară din oțel laminat cu diametrul Φ20 mm.

Adaosul real la degroșare va fi:

2AC4 = d4 – d3max =20 –16,104 = 3,9 mm

e) Calculul adaosului de prelucrare pentru suprafața frontală, L= 20 (mm):

Suprafețele frontale de capăt se prelucrează prin strunjire, (operația precedentă este debitarea cu cuțit de strung).

Din tabelul (3.6), [8]:

RZp + Sp = 0,3 mm

ρP = 0,010 · D = 0,010 · 15,2 = 0,152 mm, neperpendicularitatea capătului barei față de axa semifabricatului

Din tabelul (3.6), se extrage abaterea inferioară la lungimea semifabricatului inel forjat:

Ai = 1,3 mm

Adaosul minim calculat este:

2ACnom =2ACmin + Ai= 0,904 + 1,3 = 2,204 mm

unde:

2ACmin = 2(RZp + Sp) +2 · ρP = 2 · 0,3 + 2 · 0,152 = 0,904 mm

Dimensiunea nominală pentru debitare este:

Lnom = 20 +2,204 = 22,204 mm; se rotunjește,

Lnom = 23 mm

La debitare se va respecta cota: 25 ± 1,3 mm

Valoarea efectivă a adaosului nominal este:

2ACnom = 25 – 20 = 5 mm

Pentru fiecare suprafață frontală adaosul este:

ACnom = 2,5 mm

Se calculează greutatea semifabricatului laminat:

Gsf = V · γ = 0,056 kg

Coeficientul de utilizare al materialului în varianta laminată este:

η = = 21,15 %

CONCLUZIE

Comparând această variantă cu varianta forjată, se constată că este superioară cu 5,15 %, ca urmare se va alege ca variantă definitivă un semifabricat laminat.

3.4 STABILIREA ITINERARIULUI TEHNOLOGIC.

Prelucrarea piesei „colivie” este posibilă în mai multe feluri, prin parcurgerea succesivă a mai multor operații.

Succesiunea optimă a operațiilor este aceea care asigură realizarea condițiilor tehnice prevăzute în desenul de execuție în condiții de maximă eficiență economică.

În succesiunea aleasă trebuie să se regăsească etapele tehnologice normale de prelucrare: degroșare, finisare, netezire.

Varianta aleasă trebuie să fie adaptabilă condițiilor existente în uzină:

dotarea cu mașini – unelte;

forța de muncă existentă.

Deoarece „bucșa de rulment” constituie un produs de serie mare se va alege un itinerariu tehnologic bazat pe mașini-unelte universale existente în dotarea uzuală a unei întreprinderi.

Se prezintă în continuare succesiunea operațiilor de prelucrare pentru piesa – colivie.

Se pornește de la un produs laminat Φ20 x 25.

010 – Strunjire cilindrică exterioară și interioară – degroșare.

011 – strunjire frontal curat, la cota 24;

012 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ15,5, pe lungime 24;

013 – strunjire cilindrică exterioară canal lățime 2,1 la Φ13,8, respectând cota 7;

014 – pregăurire cota Φ9,5 pe strung, la lungime 30;

020 – Strunjire cilindrică exterioară și interioară – finisare.

021 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ15,25, pe lungime 24;

022 – strunjire canal Φ13,60- 0,1, pe lungime 2,1;

023 – strunjire cilindrică interioară cota Φ11,6+ 0,020, pe lungime 25;

024 – strunjire conform detaliu A – fig.2.1, la cota 11,2 ± 0,1.

030 – Frezare 2 laturi, la cota 11,2 ± 0,1.

040 – Tratament termic: călire și revenire înaltă.

050 – Rectificare rotundă exterioară, Φ15,2- 0,006- 0,018, pe lungime 24.

060 – Strunjire retezare, la lungime 20 ± 0,1.

070 – Lăcătușărie, ajustare, debavurare, marcare.

080 – C.T.C. – măsurare cote importante.

3.5 ALEGEREA MAȘINILOR-UNELTE ȘI A S.D.V.- URILOR.

Pentru efectuarea operațiilor prevăzute în itinerariul tehnologic se aleg următoarele tipuri de mașini:

strung normal SN 250 x 500;

mașină de frezat, FWn 200×630;

mașină de rectificat WMW SA 200 x 800.

Caracteristicile tehnice principale ale strungului universal Sn 250×500, se prezintă în tabelul 3.1:

Tabelul 3.1

Din tabelul (10.3) [8], se alege o mașină de frezat, FWn 200×630, având următoarele caracteristici tehnice principale prezentate în tab.3.2:

Tabelul 3.2

Din tabelul (10.10), [11], se alege mașina de rectificat exterior ale cărei caracteristici principale sunt prezentate în tabelul 3.3:

Tabelul 3.3

Discul abraziv folosit – E40KC, STAS 601/1 – 94, cu :

E, materialul abraziv din electrocorindon

40, granulația

K, duritatea

C, liant ceramic

3.6 CALCULUL REGIMURILOR RAȚIONALE DE AȘCHIERE.

Calitatea suprafețelor și implicit precizia de prelucrare, precum și volumul manoperei necesare pentru prelucrarea mecanică, depind în mare măsură de elementele regimului de așchiere.

Acestea la rândul lor depind de:

proprietățile materialului piesei;

caracterul prelucrării;

caracteristicile sculei așchietoare;

rigiditatea sistemului tehnologic;

mașina-unealtă utilizată;

condițiile practice în care are loc așchierea.

Valorile adaptate pentru elementele regimului de așchiere se pot calcula analitic sau se pot fi alese din normative stabilite pe baze experimentale.

În lucrarea de față se va utiliza metoda analitică care este mai precisă.

Relațiile de calcul tehnologic al regimurilor de așchiere se extrag din [8].

Se va face calculul regimurilor de așchiere pentru următoarele 4 operații reprezentative ale piesei „colivie”:

strunjire cilindrică exterioară degroșare;

strunjire cilindrică exterioară finisare;

găurire, pe strung;

rectificare rotundă exterioară;

a) Strunjire cilindrică exterioară degroșare

Date inițiale:

D1= 20 mm, diametrul piesei înainte de prelucrare

Dp= 15,5 mm, diametrul piesei prelucrate

adâncimea de așchiere la strunjirea longitudinală, t(mm):

tL = =2,25 mm

numărul de treceri nt:

nt = 2

adaosul de prelucrare, ap(mm):

ap = 1,125 mm = t

Se impune obținerea unei rugozități de 6,3 μm, strunjirea se execută pe un strung SN 250×500, cu un cuțit armat cu plăcuță din carburi metalice, P10 (grupa de utilizare), având ж=600; жs=150; rε=1 mm, fața de degajare plană cu γ=00 și secțiune transversală a corpului cuțitului ς=20×20 mm2.

avansul pentru strunjirea de degroșare, se ia din tabelul (2.30)[8]:

fL = fT = 0,45 mm/rot,

avans ce se poate realiza la strungul SN 250×500, tabelul (1.30).

viteza economică de așchiere, se calculează cu formula:

[m/min] (1.3) [8]

unde:

Cv – coeficient funcție de caracteristica materialului de prelucrat și materialul sculei așchietoare cu răcire

Cv = 257; xv = 0,18; yv = 0,20; n=1,75;

din tab.(2.4)[8] pentru oțel Rul 2.

xv, yv, n – exponenții adâncimii de așchiere, avansului și durității, tab.(2.4)[8]

T = 90 min – duritatea sculei așchietoare

m = 0,125 – exponentul durabilității, tab.(2.3)[8]

t = 1,125 mm – adâncimea de așchiere

f = 0,45 mm/rot – avansul de așchiere

kv = k1. k2. k3. k4. k5. k6. k7. k8. k9

k1…k9.- coeficienți cu valori prezentate în continuare

Cuțit 20×20 mm2: ASecțiune transversală = 400 mm2, =0,08 – pentru oțel Rul 2

k1 – coeficient funcție de influența secțiunii transversale

tab.(2.4)[8]

k2 – coeficient funcție de unghiul de atac principal

tab.(2.6)[8]

unde: φ= 0,3 – exponent funcție de materialul cuțitului P10

k3 – coeficient funcție de unghiul de atac secundar

tab.(2.7)[8]

unde: a = 15

k4 – coeficient funcție de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

tab.(2.9)[8]

unde: μ= 0,1 – pentru degroșare

k5 = 1; tab.(2.11)[8]

k6 = 1; tab.(2.12)[8]

k7 = 1; oțel fără țunder

k8 = 0,9 ; pentru forma plană a suprafeței de degajare

kv = 0,968 · 0,9173 · 1 · 0,933 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 = 0,8284

Viteza de așchiere va fi :

Se calculează turația piesei:

Se recomandă n 800 rot/min, pentru degroșare.

Se alege imediat turația inferioară sau superioară din gama de turații ale M.U

n = 1250 rot/min, turație aleasă din gama M.U.

Recalcularea vitezei reale:

viteza de avans vf = n· f = 1250 · 0,45 = 562,5 mm/min

Se calculează forțele de așchiere tangențială, respectiv radială cu formulele:

Fz= [daN] (1.6) [8]

Fy= [daN] (1.7) [8]

CFz, CFy, coeficienți dați în tabelul (1.18), funcție de materialul de prelucrat:

CFz= 3,57; CFy=0,0027;

xFz, xFy, yFz, yFy, exponenți funcție de materialul de prelucrat, dați în tabelul (2.19):

xFz=1; xFy=0,9; yFz=0,75; yFy=0,75;

nz, ny, exponenți funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.20):

nz= 0,75; ny= 2;

Coeficienții globali de corectare a forțelor de așchiere KFz, KFy, se determină cu relațiile:

KFz= Knz·Kҗz·Krz·Khz·Kγz (1.8) [8]

KFy= Kny·Kҗy·Kry·Khy·Kγy (1.9) [8]

unde:

Knz, Kny, coeficienți de corecție funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.21) [8]

Knz= Kny=1;

Kҗz, Kҗy, coeficienți de corecție funcție de unghiul de atac principal, tabelul (2.22) [8]

Kҗz=0,98; Kҗy=0,77;

Krz, Kry, coeficienți funcție de raza de rotunjire de la vârf, tabelul (2.23)[8]

Krz=

Krz=

Kγz, Kγy, coeficienți funcție de unghiul de degajare, tabelul (2.24)[8]

Kγz=1; Kγy=1;

Khz, Khy, coeficienți funcție de uzura pe fața de așezare, tabelul (2.25)[8]

Khz=0,93; Khy=0,52;

KFz=1 · 0,98 · 0,933 · 1 · 0,93 = 0,8503

KFy=1 · 0,71 · 0,8122 · 1 · 0,52 = 0,2998

Se obțin componentele forței de așchiere:

Fz = 3,57 ·1,1251 · 0,450,75 · 2070,75 · 0,8503 = 102,39 daN

Fy = 0,0027 · 1,1250,9 · 0,450,75 · 2072 · 0,2998 = 21,187 daN

Puterea de așchiere se calculează cu:

Pa= [kw] (2.10)[8]

Pa=kw

Se consideră mașina unealtă are randamentul η=0,7, astfel se verifică puterea motorului:

PMu · η = 2,2 · 0,7 = 1,54 kw

Pa ≤ PMu · η

Momentul de torsiune rezultant, se calculează cu:

Mt = [daNm]

Mt = daN·m

b) Strunjire cilindrică exterioară finisare

Date inițiale :

dimensiunea de prelucrat: Φ15,25 mm;

lungimea de prelucrat: l = 160 mm;

adaos de prelucrare: d1 = 15,7 mm;

mașină unealtă cu randamentul: = 0,85;

cuțit P10, χ = 450, α = 6…100, γ = 10…150, r = 0,5 mm, q = 25×16 mm, fără răcire;

Ap1 = mm

Modul de lucru :

numărul de treceri: i=2;

adâncimea de așchiere: t = 0,45/2 = 0,225 mm;

durabilitatea: T = 90 min, pentru cuțit din P10;

avansul f, tab.(10.6)[8]: f = 0,15 mm/rot;

viteza de așchiere:

(10.27)[8]

unde:

Cv – coeficient funcție de caracteristica materialului de prelucrat și materialul sculei așchietoare cu răcire;

Cv = 242; xv = 0,18; yv = 0,20; n =1,75 tab.(10.26)[8] pentru oțel Rul 2;

xv, yv, n – exponenții adâncimii de așchiere, avansului și durității, tab.(10.26)[8];

T = 90 min – duritatea sculei așchietoare;

m = 0,125 – exponentul durabilității, tab.(10.25)[8];

t = 0,225 mm – adâncimea de așchiere;

f = 0,15 mm/rot – avansul de așchiere;

kv = k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 · k8 · k9;

k1…k9.- coeficienți cu valori prezentate în continuare

Cuțit 25 x 16 mm : ASecțiune transversală = 640 mm ; = 0,08 – pentru oțel Rul 2

k1 – coeficient funcție de influența secțiunii transversale

(10.28)[8]

k2 – coeficient funcție de unghiul de atac principal

(10.28)[8]

unde: φ= 0,3 – exponent funcție de materialul de prelucrat

k3 – coeficient funcție de unghiul de atac secundar

(10.30)[8]

unde: a = 15

k4 – coeficient funcție de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

(10.31)[8]

unde: μ = 0,2 – pentru degroșare

k5 = 0,85, (10.27)[8]

k6 = 1, (10.28)[8]

k7 = 1, oțel fără țunder

k8 = 1, pentru forma plană a suprafeței de degajare

kv = 0,968 · 0,9058 · 0,7578 · 1 · 0,85 · 1 · 1 · 1= 0,5648

Viteza de așchiere va fi :

Turația de lucru:

Se alege imediat turația inferioară sau superioară din gama de turații ale SN 250×500

n =1050 rot/min, turație aleasă din gama M.U. – SN 250×500

Recalcularea vitezei reale:

viteza de avans, vf = n· f = 1050 · 0,15 = 157,5 mm/min

Forța principală de așchiere

Fz= C4 · tx1 · fy1 · HBn1 [daN] (10.5)[8]

unde:

C4 – coeficient funcție de materialul de prelucrat

C4 = 3,57; t= 0,225 mm; f = 0,15 mm/rot; x1= 1; y1= 0,75; n1= 0,75; HB = 143; tab.(10.13)[8];

x1, y1, n – exponenții adâncimii de așchiere, avansului și durității, tab.(10.17)[8];

Fz =3,57 · 0,2251 · 0,150,75 · 1430,75 =8,006 daN

F = 1,1Fz [daN], tab.(10.23)[8] F = 8,8067 daN

Puterea de așchiere:

Verificarea puterii motorului:

unde: PME = 2,2 kW, pentru un strung SN 250×500

c) Găurire, pe strung

Date inițiale:

diametrul de prelucrat, d = 9,5 mm;

lungimea de prelucrat, l =30 mm.

Pentru prelucrarea găurilor cu o lungime l ≤10D, se alege din STAS 575–90, tipul de burghiu din Rp 5, pentru prelucrarea materialului – oțel Rul2 2.

Parametri principali ai geometriei părții așchietoare, a burghiului elicoidal, sunt :

unghiul la vârf, 2ж0 =1200, funcție de materialul de prelucrat, conform tabelului (12.11)[8];

unghiul de așezare α0 =130, tabelul (12.11)[8];

durabilitatea economică T= 12 min, tabelul (12.6)[8].

Adâncimea de așchiere pentru găurire în plin, t, mm:

t = d / 2 = 9,5 / 2 = 4,75 mm

Avansul de așchiere (pentru găurire-n plin), f, mm/rot :

f = Ks · Cs · d0,6 [mm/rot]

unde:

Ks = 1, coeficient de corecție, funcție de lungimea găurii, pentru l < 3D;

Cs = 0,047, coeficient de avans, tabelul (12.9)[8];

d = 9,5 mm, diametrul burghiului.

f =1 · 0,047 · 9,50,6 = 0,18 mm/rot

se alege avansul f = 0,18 mm/rot

Viteza de așchiere la găurire, vp , m/min:

vp = [m/min]

Valorile coeficienților Cv și ale exponenților zv, yv, m, sunt date-n tabelul (12.22)[8].

Pentru f 0,2 mm/rot, se aleg :

Cv = 5; zv =0,4; m=0,2; yv =0,7.

Coeficientul de corecție Kvp, este produsul coeficienților dați în tabelul (12.23)[8], ce țin seama de factorii ce influențează procesul de burghiere :

Kvp =KMv · KTv · Klv · Ksv

unde:

KMv , coeficient funcție de materialul de prelucrat;

KTv , coeficient funcție de raportul durabilității reale și recomandate Tr / T;

Ksv , coeficient funcție de starea oțelului;

Klv , coeficient funcție de lungimea găurii și diametrul de prelucrat.

Toți coeficienții se extrag din tabelul (12.23)[8], având următoarele valori:

KTv =0,87; Klv = Ksv = 1; KMv =0,891

Kvp =0,87 · 1 · 1 · 0,891 = 0,7752

Se calculează viteza de așchiere :

vp =m/min

Turația sculei așchietoare la găurire, n, rot/min :

n =rot/min

Valoarea obținută se pune de acord cu turațiile mașinii–unelte, tabelul (3.22) … (3.33)[8], pe care se face prelucrarea alegându-se turația imediat inferioară sau superioară dacă nu s-a depășit Δv < 5%.

se alege n = 600 rot/min, din gama de turații ale mașinii-unelte, SN 250 x 500.

Se calculează-n continuare viteza reală de așchiere .

vr =m/min

Viteza de avans va avea expresia :

vf = n · f = 600 · 0,18 = 108 mm/min

Forța principală de așchiere și momentul la burghiere, se calculează cu formula:

F=CF1 · DxF · fyF · KF [daN]

M= CM1 · tzF · fyF · KM [daN·cm]

Coeficienții și exponenții forței și momentului de așchiere se dau în tabelul(12.38)[8], astfel:

xF =1,07 ; yF = 0,72 ; CF = 63

XM =1,71 ; yM = 0,84 ; CM = 6,4

Unde:

KF – coeficient de corecție al forței obținut ca produs al următorilor coeficienți:

KF = KaF · KsaF · K F · K F = 0,75 · 0,97 · 1 · 1,19 = 0,866

KaF = 0,75, coeficient de ascuțire din tabelul (12.41)[8];

KsaF = 0,97, coeficient de supraascuțire din tabelul (12.42)[8];

KεF = 1, coeficientul unghiului de atac din tabelul (12.43)[8];

KηF =1,19, coeficient funcție de grosimea a miezului din tabelul (12.44)[8].

F = 63 · 9,51,07 · 0,180,72 · 0,866 = 176,53 daN

M = 6,7 · 9,51,71 · 0,180,84 · 1,11 = 82,74 daN·cm

Puterea la găurire, P, kw :

Pc =kw

unde :

Mt , momentul de torsiune la găurire;

n, turația burghiului, sau a piesei.

Puterea totală – verificarea motorului:

PMe = 2,2 kw

ηMU = 0,85 , randamentul mașinii – unelte, SN 250 x 500

Pc / ηMU = 0,51 / 0,85 = 0,599 kw ≤ PMe = 2,2 kw

d) Rectificare rotundă exterioară

Relațiile de calcul pentru rectificare rotundă exterioară se dau în tabelul (18.10)[8]pagina 184. Date de calcul:

diametrul final după rectificare – d2 = 15,19 mm;

diametrul inițial de prelucrat – d1 = 15,25 mm;

adâncimea de așchiere – t = 0,06 mm.

Se alege discul abraziv E40KC, având următoarele semnificații:

E electrocorindon;

granulația 40;

duritatea K;

liant ceramic C;

diametrul discului abraziv, D = 300 mm.

Lățimea discului de rectificat se recomandă a se alege în funcție de lungimea piesei care se prelucrează. Pentru L = 20 mm Bdisc abr = 40 mm

Avansul de trecere longitudinal sl:

Unde:

= 0,5 – coeficient în fracțiuni din lățimea discului abraziv, tab.(18.12)[8];

Avansul de pătrundere, t [mm/rot], din tab.(18.12)[8]:

t = 0,015 mm/rot

Viteza de așchiere – viteza periferică a discului de rectificat la mers în gol:

se recomandă: v = 30 m/s

Viteza periferică a piesei, vp:

Unde:

d1 = 18,05 mm, diametrul de rectificat;

T = 15 min, durabilitatea economică a discului abraziv, tabelul(18.14)[8];

t = 0,015 mm/rot, avansul de pătrundere;

K1 = 0,95, coeficient funcție de natura materialului, tabelul (18.13)[8];

K2 = 0,82, coeficient funcție de dimensiunile discului abraziv, tabelul (18.13)[8];

Turația piesei:

Din caracteristicile mașinii-unelte de rectificat exterior WMW – SA 200 x 800, se alege turația reală a piesei:

np = 100 rot/min

Se recalculează viteza periferică a piesei:

Forța de așchiere la rectificare rotundă exterioară:

Fz = CF · vp0,7 · fl0,7 ·t0,6 [daN]

Unde:

CF = 2,2, coeficient funcție de natura materialului – pentru oțel călit;

Fz = 2,2 · 4,7720,7 · 200,7 · 0,0150,6 = 4,856 daN

Puterea la rectificare rotundă exterioară, puterea efectivă a discului abraziv:

v = 30 m/s, viteza periferică a discului abraziv;

Fz = 4,856 daN, forța principală de așchiere.

kW Nmot.acțion. disc = 5,2 kW

Puterea de acționare a piesei:

v = 4,772 m/min, viteza periferică a piesei.

3.7 CALCULUL TEHNOLOGIC AL NORMELOR TEHNICE DE TIMP.

Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei operații în condiții tehnico-economice determinate și cu folosirea cea mai rațională a tuturor mijloacelor de producție.

În norma tehnică de timp intră o sumă de timpi, astfel:

[min] (12.1)[11]

unde:

Tu – timpul normat pe operație;

tb – timpul de bază (tehnologic, de mașină);

ta – timpul auxiliar;

ton – timp de odihnă și necesități firești;

td – timp de deservire tehnico-organizatorică;

tpi – timp de pregătire-încheiere;

N – lotul de piese care se prelucrează la aceeași mașină în mod continuu.

Suma dintre timpul de bază și timpul auxiliar se numește timp efectiv sau timp operativ. Algoritmul pentru calculul normei de timp, se găsește în [11].

Timpul de bază se poate calcula analitic cu relația:

[min] (12.2)[11]

unde:

l – lungimea de prelucrare, [mm];

l1 – lungimea de angajare a sculei, [mm];

l2 – lungimea de ieșire a sculei, [mm];

i – numărul de treceri;

n – numărul de rotații pe minut;

f – avansul, [mm/rot].

a) Strunjire cilindrică exterioară degroșare

Timpul de bază tb, se determină cu relația (3.12)[11]:

tb= [min]

Date inițiale:

n = 1250 rot/min, turația piesei;

f = 0,45 mm/rot, avansul;

vs = n x f = 562,5 mm/min, viteza de avans;

l =25 mm, lungimea suprafeței prelucrate;

t= 1,125 mm, adâncimea de așchiere;

tb= min

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tab.(3.68):

Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(3.79):

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(3.79):

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tab.(3.80):

Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(3.65):

Tpi = 10 min

Lotul de piese: n = 10 buc.

Norma de timp la strunjire cilindrică exterioară degroșare:

min

b) Strunjire cilindrică exterioară finisare

Date inițiale:

n=1050 rot/min

f= 0,15 mm/rot

vs = n x f =157,5 mm/min

l = 20 mm

l1 =(0,5……2) =2 mm

l2 =(1……5) =1 mm

Timpul de bază, tb, va fi:

= 1,035 mm

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tab.(11.21):

Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(11.26):

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(11.26):

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tab.(11.27):

Timpul de pregătire-încheiere, tpi , tab.(11.26):

tpi = 14 min

Lotul de piese: n = 10 buc.

Norma de timp la strunjire cilindrică exterioară finisare:

min

c) Găurire, pe strung

Timpul de bază, tb, se calculează conform schemei de calcul relației din tabelul (9.2)[11]:

min

Date inițiale:

l = 30 mm;

l1 = = 4,5 mm;

l2 = (0,5……4) = 2,5 mm.

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, min.:

Timpul de deservire tehnică, tdt, min.:

Timpul de deservire organizatorică, tdo, min.:

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, min.:

Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, min.:

Tpi = 8 min

Lotul de piese: n = 10 buc.

Norma de timp la găurire pe strung:

min

d) Rectificare rotundă exterioară

Timpul de bază, tb, se calculează conform relației din tabelul (11.1)[11]:

[min]

Unde:

K = 1,3, coeficientul pentru faza de degroșare;

h = 0,03 mm, adaosul de prelucrare;

vsp = t · np = 0,015 · 100 = 15 mm/min.

min

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tabelul(12.79)[11]:

ta = 0,22 + 0,13 = 0,35 min

Timpul de deservire a locului de muncă, tdr, tabelul(12.82)[11]:

min

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tabelul(12.83)[11]:

min

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tabelul(12.84)[11]::

min

Timpul de pregătire-încheiere:

min

Lotul de piese: n = 10 buc

Norma de timp la rectificare rotundă exterioară:

Tn = tb +ta +tdr +tdo+ ton += 2,569 min

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE

AL PIESEI „COLIVIE”

4.1 CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE AL PIESEI „COLIVIE”, EXECUTATĂ PE STRUNGUL AUTOMAT SKF – 800.

Calculul costului de fabricație a piesei „colivie” se face utilizând relațiile de calcul din tabelul 10.5 [4].

Se calculează, cheltuielile materiale:

CMAT. = 2,5 · 0,043 = 0,107 [EURO]

Unde:

msf = 0,043 kg, masa semifabricatului la prelucraea pe strung automat SKF – 800 – semifabricat tip bară laminată;

P1kg = 2,5 EURO, prețul unui kilogram de oțel pentru automate Rul 2.

Se calculează cheltuielile cu salariile directe utilizând relația:

CSD = TC · St = 0,045 · 3,5 = 0,1575 EURO/buc

Unde:

TC = 165 sec = 2,75 min = 0,045 ore, timpul pe ciclu pentru prelucrarea piesei „colivie” pe strungul automat SKF – 800, se extrage capitolul 2;

St = 3,5 EURO/h, salariul tarifar pe oră al prelucrătorului prin așchiere care deservește strungul automat SKF – 800.

Pentru o regie a secției de 250%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,1575 · = 0,3937 EURO/buc

Dacă firma are o regie de 140%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,1575 · = 0,2205 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 0,3937 + 0,2205 = 0,6142 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 0,1575 + 0,6142 = 0,7717 EURO/buc

Aplicând cotele de contribuție la stat se obțin următoarele valori:

pentru o cotă de asigurări sociale de 24,5%:

CCAS = CSA · [EURO/buc]

CCAS = 0,7717 · = 0,189 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 0,7717 · = 0,054 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 0,7717 · = 0,027 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 0,7717 · = 0,0038 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

CCONTRIB STAT = CCAS + CCASS + CȘOMAJ + CACCID. [EURO/buc]

CCONTRIB STAT = 0,189 + 0,054 + 0,027 + 0,0038 = 0,2738 EURO/buc

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru piesa „colivie”:

CMANOP. = CSA + CCONTRIB STAT [EURO/buc]

CMANOP. = 0,7717 + 0,2738 = 1,0455 EURO/buc

Ținând cont de cheltuielile materiale și de cheltuielile cu manopera se obține un cost de prelucrare estimativ:

CP = CMAT. + CMANOP. [EURO/buc]

CP = 0,107 + 1,0455 = 1,152 EURO/buc

Pentru o marjă de profit m = 15% se obține prețul la producător fără TVA:

P = CP · [EURO/buc]

P = 1,152 · = 1,3248 EURO/buc

Prețul la producător cu TVA, a piesei „colivie” executată pe un strung automat SKF – 800 va fi:

PTVA = P · [EURO/buc]

PTVA = 1,3248 · = 1,5765 EURO/buc

După prelucrarea piesei „colivie” se recomandă ajustarea prețului în funcție de costurile reale.

4.2 CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE AL PIESEI „COLIVIE”, EXECUTATĂ PE MAȘINI-UNELTE CLASICE.

Relația de calcul pentru costul total este:

CP = CMAT. + CMAN. [EURO/buc]

Unde:

CMAT., cheltuielile cu materialele [EURO/buc];

CMAN., cheltuielile cu manopera [EURO/buc].

Cheltuielile cu materialele s-au evaluat în funcție de prețul unui kilogram de material utilizat în baza relației:

CMAT. = Pkg · msf [EURO/buc]

Unde:

msf = 0,056 kg, masa semifabricatului la prelucrarea pe MU clasice – semifabricat tip bară laminată;

P1kg = 2,5 EURO, prețul unui kilogram de oțel pentru automate RUL 2.

Rezultă, cheltuielile materiale:

CMAT. = 2,5 · 0,056 = 0,140 [EURO]

În cele ce urmează se calculează cheltuielile cu salariile directe utilizând relația:

CSD = Nt · St [EURO/buc]

Unde:

Nt, norma tehnică de timp a operației de așchiere, [ore];

St, salariul tarifar pe oră al operatorului pentru operația de așchiere respectivă, [EURO/buc];

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru cele 5 operații de așchiere, reprezentative ale piesei „colivie”:

strunjire degroșare;

strunjire finisare;

găurire;

frezare;

rectificare rotundă exterioară.

Pentru calculul cheltuielilor cu manopera se consideră într-o primă etapă cele 5 norme tehnice de timp aferente operațiilor de așchiere, (normele tehnice de timp au fost calculate în capitolul 4) :

Nt1 = NtSdeg. = 4,081 min = 0,068 ore;

Nt2 = NtSfin. = 3,84 min = 0,064 ore;

Nt3 = NtGăurire = 1,573 min = 0,026 ore;

Nt4 = NtFrezare = 3,2687 min = 0,055 ore;

Nt5 = NtRectif. = 2,569 min = 0,043 ore;

Salariile directe pentru cele 5 operații de așchiere, sunt următoarele:

St1 = 1,35 EURO/h, salariul tarifar pe oră la strunjire degroșare;

St2 = 2 EURO/h, salariul tarifar pe oră la strunjire finisare;

St3 = 1,15 EURO/h, salariul tarifar pe oră la găurire;

St4 = 2,25 EURO/h, salariul tarifar pe oră la frezare;

St5 = 2,5 EURO/h, salariul tarifar pe oră la rectificare rotundă exterioară.

Se calculează cheltuielile cu salariile directe utilizând relația:

CSD = Nt1 · St1 + Nt2 · St2 + Nt3 · St3 + Nt4 · St4 + Nt5 · St5 =

= 0,068 · 1,35 + 0,064 · 2 + 0,026 · 1,15 + 0,055 · 2,25 + 0,043 · 2,5 = = 0,481 EURO/buc

Pentru o regie a secției de 250%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,481 · = 1,202 EURO/buc

Dacă firma are o regie de 140%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,481 · = 0,673 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 1,202 + 0,673 = 1,8753 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 0,481 + 1,8753 = 2,356 EURO/buc

Aplicând cotele de contribuție la stat se obțin următoarele valori:

pentru o cotă de asigurări sociale de 24,5%:

CCAS = CSA · [EURO/buc]

CCAS = 2,356 · = 0,577 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 2,356 · = 0,165 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 2,356 · = 0,0824 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 2,356 · = 0,0118 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

CCONTRIB STAT = CCAS + CCASS + CȘOMAJ + CACCID. [EURO/buc]

CCONTRIB STAT = 0,577 + 0,165 + 0,0824 + 0,0118 = 0,836 EURO/buc

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru piesa „colivie”:

CMANOP. = CSA + CCONTRIB STAT [EURO/buc]

CMANOP. = 2,356 + 0,836 = 3,1922 EURO/buc

Ținând cont de cheltuielile materiale și de cheltuielile cu manopera se obține un cost de prelucrare estimativ:

CP = CMAT. + CMANOP. [EURO/buc]

CP = 0,140 + 3,1922 = 3,3322 EURO/buc

Pentru o marjă de profit m = 15% se obține prețul la producător fără TVA:

P = CP · [EURO/buc]

P = 3,3322 · = 3,832 EURO/buc

Prețul la producător cu TVA, a piesei „colivie” executată pe mașini-unelte clasice va fi:

PTVA = P · [EURO/buc]

PTVA = 3,832 · = 4,56 EURO/buc

Acest model este utilizat în antecalculul prețului.

Se compară prețul la producător al piesei „colivie” executată pe mașini-unelte clasice PTVA = 4,56 EURO/buc cu prețul la producător al acestei piese executate pe strung automat, și se observă că prețul piesei executate pe strung automat SKF – 800 este cu 65,42% mai mic.

În concluzie se recomandă prelucrarea pe strunguri automate tip SKF – 800 din următoarele considerente:

timpul necesar executării piesei este mult mai redus decât în cazul prelucrării pe mașini-unelte clasice;

costul de fabricație al pieselor executate pe strunguri automate este mai redus cu 55 …… 75 %, decât în cazul executării pieselor pe mașini-unelte clasice.

BIBLIOGRAFIE

1. Baran, C., – Disponibilitatea – indicator al calității produselor,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2004

2. Cefranov, E. ș. a., – Optimizarea tehnologiilor de prelucrare

pe strunguri automate tip SARO,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2006

3. Cernat, C. ș. a., – Mașini unelte automate și cu comandă numerică,

Îndrumar de laborator, Institutul Politehnic

BUCUREȘTI, 1999

4. Coșeriu, T. ș. a., – Normarea consumurilor de materiale

în construcția de mașini,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2004

5. Gențiu, I. ș. a., – Criterii pentru alegerea, dezvoltarea

și modernizarea strungurilor automate,

Volumul 1 și 2, Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2005

6. Ianici, S., – Organe de mașini,

Volumul 1 și 2, Editura Universitatea

"Eftimie Murgu" REȘIȚA, 2002

7. Miclescu, Th., – Calitatea produselor – traducere din

limba engleză, Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2003

8. Picoș, C. ș. a., – Proiectarea tehnologiilor de

prelucrare mecanică prin așchiere,

Manual de proiectare, Vol.1 și 2,

Editura Univers, CHIȘINĂU, 2002

9. Rusu, D. ș. a., – Analiza activității economice

a întreprinderilor,

Editura Didactică și pedagogică,

BUCUREȘTI, 2006

10. Tănăsescu, F. ș. a., – Agenda tehnică, Volumul 1 și 2,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2006

11. Vlase, A. ș. a., – Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare

și norme tehnice de timp, Volumul 1 și 2, Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2005