Optimizare Reper Corp Niplu

CUPRINS

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE CU CAP REVOLVER ………………………….5

1.1 Construcția și cinematica strungurilor

automate cu cap revolver …………………………………………………………5

1.2 Posibilitățile tehnologice și reglarea

strungurilor automate cu cap revolver ……………………………………….8

1.3 Posibilități tehnologice pe strungul

automat cu cap revolver HILLE OF 25 ………………………………………..10

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A REPERULUI

„CORP NIPLU” PE STRUNGUL AUTOMAT CU

CAP REVOLVER HILLE OF 25 ……………………………………………..14

2.1 Analiza constructiv – tehnologică a

piesei de prelucrat ……………………………………………………………….14

2.2 Stabilirea schemei tehnologice

de prelucrare și întocmirea schițelor

fazelor de lucru ………………………………………………………………..16

2.3 Stabilirea setului de portscule

și scule așchietoare ……………………………………………………………….21

2.4 Stabilirea parametrilor regimului

de așchiere …………………………………………………………………………22

2.5 Calculul lungimii curselor de lucru …………………………………….29

2.6 Calculul numărului de

rotații echivalente ………………………………………………………………34

2.7 Calculul timpului preliminar pe piesă ……………………………………….35

2.8 Calculul diviziunilor aferente

fazelor de lucru …………………………………………………………………….35

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE

A REPERULUI „CORP – NIPLU”

PE MAȘINI – UNELTE CLASICE …………………………………………….37

3.1 Analiza constructiv – tehnologică

a piesei de prelucrat ………………………………………………………………..37

3.2 Stabilirea tipului de producție

și a lotului optim …………………………………………………………………37

3.3 Alegerea semifabricatului ………………………………………………………39

3.4 Stabilirea itinerariului tehnologic ……………………………………………..45

3.5 Alegerea mașinilor-unelte

și a S.D.V.- urilor …………………………………………………………………..50

3.6 Calculul regimurilor raționale

de așchiere …………………………………………………………………………51

3.7 Calculul tehnologic al normelor

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

Capitolul IV.

CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE

AL REPERULUI „CORP NIPLU” ………………………………………………64

4.1 Calculul costului de fabricație

al reperului „corp niplu”, executat

pe strung automat cu cap revolver HILLE OF 25 ………………………………64

4.2 Calculul costului de fabricație

al reperului „corp niplu”, executat

pe mașini-unelte clasice …………………………………………………………66

BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………71

=== Optimizare reper corp-niplu ===

CUPRINS

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE CU CAP REVOLVER ………………………….5

1.1 Construcția și cinematica strungurilor

automate cu cap revolver …………………………………………………………5

1.2 Posibilitățile tehnologice și reglarea

strungurilor automate cu cap revolver ……………………………………….8

1.3 Posibilități tehnologice pe strungul

automat cu cap revolver HILLE OF 25 ………………………………………..10

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A REPERULUI

„CORP NIPLU” PE STRUNGUL AUTOMAT CU

CAP REVOLVER HILLE OF 25 ……………………………………………..14

2.1 Analiza constructiv – tehnologică a

piesei de prelucrat ……………………………………………………………….14

2.2 Stabilirea schemei tehnologice

de prelucrare și întocmirea schițelor

fazelor de lucru ………………………………………………………………..16

2.3 Stabilirea setului de portscule

și scule așchietoare ……………………………………………………………….21

2.4 Stabilirea parametrilor regimului

de așchiere …………………………………………………………………………22

2.5 Calculul lungimii curselor de lucru …………………………………….29

2.6 Calculul numărului de

rotații echivalente ………………………………………………………………34

2.7 Calculul timpului preliminar pe piesă ……………………………………….35

2.8 Calculul diviziunilor aferente

fazelor de lucru …………………………………………………………………….35

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE

A REPERULUI „CORP – NIPLU”

PE MAȘINI – UNELTE CLASICE …………………………………………….37

3.1 Analiza constructiv – tehnologică

a piesei de prelucrat ………………………………………………………………..37

3.2 Stabilirea tipului de producție

și a lotului optim …………………………………………………………………37

3.3 Alegerea semifabricatului ………………………………………………………39

3.4 Stabilirea itinerariului tehnologic ……………………………………………..45

3.5 Alegerea mașinilor-unelte

și a S.D.V.- urilor …………………………………………………………………..50

3.6 Calculul regimurilor raționale

de așchiere …………………………………………………………………………51

3.7 Calculul tehnologic al normelor

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

Capitolul IV.

CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE

AL REPERULUI „CORP NIPLU” ………………………………………………64

4.1 Calculul costului de fabricație

al reperului „corp niplu”, executat

pe strung automat cu cap revolver HILLE OF 25 ………………………………64

4.2 Calculul costului de fabricație

al reperului „corp niplu”, executat

pe mașini-unelte clasice …………………………………………………………66

BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………71

Capitolul I

STRUNGURI AUTOMATE CU CAP REVOLVER

1.1 CONSTRUCȚIA ȘI CINEMATICA STRUNGURILOR AUTOMATE CU CAP REVOLVER

În scopul satisfacerii cerințelor producției de serie a pieselor mici și mijlocii, cu forme complexe s-au conceput și construit strungurile automate cu cap revolver, a căror caracteristică principală o constituie faptul că prelucrează piesa cu mai multe faze, la o singură prindere a acesteia. Pentru fiecare fază se folosește una, sau mai multe scule, fixate pe un suport special numit cap-revolver, montat pe căruciorul strungului. Unele strunguri revolver mai au încă un cărucior, care poartă o sanie transversală și scule corespunzătoare prelucrărilor cu avans transversal, respectiv radial. Domeniul de rentabilitate al strungurilor automate cu cap revolver se prezintă în fig.1.1. Se poate aprecia faptul că strungurile revolver sunt rentabile la prelucrarea a mai mult de 100 de piese identice, datorită timpului de reglare de 1 …… 5 ore și a costului suporților intermediari care sunt necesari pentru fixarea sculelor în capul revolver. La prelucrarea unui număr mic de piese, până la 10, sunt rentabile strungurile normale care nu necesită o dotare specială iar timpul de reglare este mic.

Între acestea se situează domeniul de rentabilitate al strungurilor cu comandă numerică. Sculele sunt montate pe capul revolver în succesiunea desfășurării fazelor de prelucrare a piesei. Succesiunea fazelor de lucru se stabilește prin întocmirea schemei de reglare a strungului, rezultată din succesiunea tehnologică a prelucrării suprafețelor. Pe strungurile revolver se pot prelucra suprafețe cilindrice, conice, profilate, exterioare sau interioare, suprafețe plane, retezări, găuriri, alezări, filetări, etc. Ciclul de lucru se realizează cu comandă manuală sau semiautomată. Deoarece precizia de lucru depinde de precizia de reglare a sculelor și precizia mașinii, deservirea poate fi realizată și cu o calificare redusă a muncitorului. Calificarea ridicată trebuie să posede reglorul care efectuează operațiile de adaptare (reglare) a strungului revolver, în cazul trecerii la prelucrarea unei alte tipo-dimensiuni de piesă. Capacitatea de lucru a strungurilor revolver este mult mărită față de cea a strungurilor universale, prin posibilitatea folosirii simultane a mai multor scule. Astfel, timpul de mașină reprezintă numai o mică parte din timpul total necesar prelucrării unei piese. Ponderea mare o constituie timpul auxiliar, compus din timpii necesari apropierii și îndepărtării sculelor, rotirii capului-revolver, schimbării turațiilor și avansurilor ș.a. De aceea, una din principalele orientări a fost spre ridicarea gradului de mecanizare și automatizare a ciclurilor de lucru.

Fig.1.1 Domeniul de rentabilitate a strungurilor revolver

Clasificarea strungurilor revolver se poate face după diverse criterii.

După poziția axei de rotație a capului revolver, strungurile revolver pot fi:

a — cu axa verticală;

b — cu axa orizontală;

c — cu axa înclinată.

În funcție de diametrul maxim al pieselor ce se pot prelucra (de exemplu la strungurile revolver orizontale rezultă din diametrul alezajului arborelui principal), se disting:

a — strunguri mici (D = 10 – 30 mm);

b — strunguri mijlocii (D = 32 – 80 mm);

c — strunguri mari (D = 80 – 135 mm) ș.a.

Parametrii caracteristici ai strungurilor revolver sunt:

1 — diametrul maxim al barei ce trece prin alezajul arborelui principal (DAP);

2 — diametrul maxim al piesei ce poate fi prins în mandrin (Dm);

3 — diametrul maxim ce se poate roti deasupra batiului (Db) ;

4 — domeniul de reglare al turațiilor;

5 — domeniul de reglare al avansurilor longitudinale și transversale;

6 — numărul de posturi de scule pe capul revolver;

7 — valorile maxime admise ale forțelor de așchiere;

8 — puterea motorului electric de antrenare.

Cele mai răspândite strunguri revolver în întreprinderile constructoare de mașini sunt cele verticale și cele orizontale.

Strungurile automate cu cap revolver verticale se utilizează la prelucrarea pieselor din semifabricatul turnat sau forjat. Semifabricatul se fixează într-un mandrin și execută mișcare de rotație pentru obținerea vitezei de așchiere v. Mișcarea este preluată de la motorul electric antrenor și transmis de lanțul cinematic al mișcării principale din cutia de viteze.

Sculele se montează pe un cap revolver – tip stea, numărul de posturi rezultând din numărul laturilor secțiunii poligonale ale capului revolver. împreună cu căruciorul , sculele execută avansul longitudinal fl ca avans de apropiere și retragere rapidă și avans de lucru.

Pentru prelucrări cu avans transversal ft sculele se montează pe sania portsculă a săniei transversale, În varianta constructivă strung cu cap revolver vertical, capul revolver execută atât avansul longitudinal fl, cât și cel transversal fr. Dezavantajul acestei soluții constă în reducerea rigidității turelei din cauza ghidajelor transversale. Capul revolver execută și mișcarea de divizare, în scopul schimbării sculei în vederea trecerii la faza următoare de prelucrare. Mișcările de avans și de divizare ale capului revolver sunt preluate de la lanțul cinematic al mișcării principale, prin intermediul lanțului cinematic de avans din cutia de avansuri. La strungurile automate cu cap revolver vertical numărul de posturi fiind redus, într-un post se montează două – trei scule care prelucrează simultan, rezultând o solicitare intensă a strungului. Din acest motiv, se acordă o deosebită atenție realizării și menținerii rigidității ridicate a strungului.

Strungul automat cu cap revolver orizontal se utilizează la prelucrarea pieselor din semifabricatul turnat sau forjat. Bara semifabricat, introdusă în alezajul arborelui principal, se fixează prin intermediul unei bucșei extensibile și execută mișcare de rotație, în scopul realizării vitezei de așchiere v. Lanțul cinematic al mișcării principale se află în carcasa păpușii fixe și preia mișcarea de la motorul electric de acționare. Sculele se montează în locașele capului revolver – tip disc, care împreună cu căruciorul, execută avansul axial de lucru, respectiv de apropiere și retragere rapidă. în vederea prelucrării suprafețelor frontale, a degajărilor și debitărilor, avansul transversal se obține ca avans circular fc, rezultat din mișcarea de rotație lentă a discului. După terminarea fazei de lucru și retragerea rapidă a căruciorului, capul revolver execută mișcarea de divizare II, în scopul aducerii în dreptul semifabricatului, a sculei potrivite fazei următoare. Pozițiile limită ale căruciorului, pentru fiecare fază în parte sunt determinate de sistemul limitatoarelor de cursă, montate pe tamburul de lucru. Mișcările de avans și de divizare sunt realizate de lanțurile cinematice din cutia de avans, care preiau mișcările de la lanțul cinematic al mișcării principale. La acest tip constructiv – cu cap revolver orizontal, avansul transversal ft este mișcare rectilinie, realizată tot de capul revolver. Ca și la strungul revolver vertical, această construcție afectează rigiditatea subansamblului căruciorului cu capul revolver. Se mai fabrică strunguri revolver orizontal, cu comandă după program a ciclului de lucru. Semifabricatul este fixat în mandrin și este prelucrat cu avans transversal, cu sculele de pe sania transversală și cu avans longitudinal cu sculele montate pe discul revolver, prin intermediul unui suport portsculă. Avansul longitudinal de lucru și apropierea, respectiv retragerea rapidă a sculelor se execută împreună cu căruciorul. Ciclul de lucru este comandat cu limitatoarele de cursă de pe tabloul de comandă.

1.2 POSIBILITĂȚILE TEHNOLOGICE ȘI REGLAREA STRUNGURILOR AUTOMATE CU CAP REVOLVER

Reglarea strungurilor automate cu cap revolver se face având pe lângă planul de operații al piesei de prelucrat și schema de reglare. Schema de reglare este reprezentarea succesiunii fazelor de prelucrare, cu indicarea suprafețelor care se prelucrează la fiecare fază și sculele aferente, reprezentate în pozițiile limită, când s-a terminat faza respectivă.

Un exemplu de schemă de reglare este dat în figura 1.2, pentru o piesă prelucrată pe un strung revolver orizontal, din semifabricat sub formă de bară. Din schema de reglare rezultă că la prima fază (1) bara semifabricatului B înaintează cu lungimea l, determinată de poziția opritorului OP, montat în discul-revolver DR. În faza a doua (2), în timp ce semifabricatul se rotește cu turația II, necesară obținerii vitezei de așchiere, cuțitul transversal profilat CP prelucrează cu avansul transversal III, iar burghiul de centrare BC execută o gaură, cu avansul longitudinal IV, pentru conducerea burghiului lung BL din faza a 5-a. În faza a treia (3), cuțitul longitudinal prelucrează prin finisare prima porțiune a piesei în vederea filetării, iar cuțitul de teșit CT prelucrează un șanfren, ambele cuțite fiind montate în același suport cu care execută avansul longitudinal IV.

Fig.1.2 Schema de reglare a unui strung automat cu cap revolver

În faza a patra (4), un dispozitiv cu bacuri filetate BF prelucrează filetul exterior, sculele executând avansul longitudinal IV. În faza (5), cuțitul longitudinal CL prelucrează al treilea tronson al piesei, timp în care burghiul lung BL prelucrează o gaură adâncă, discul revolver executând avansul longitudinal IV. La ultima fază (6), cuțitul de debitare debitează și teșește piesa, obținându-se în final piesa dorită. Pe unele strunguri revolver, în afara prelucrărilor caracteristice strungurilor, se pot efectua și prelucrări de felul: aplatizări prin frezare, crestare prin frezare, găuriri transversale ș.a.

1.3 POSIBILITĂȚI TEHNOLOGICE PE STRUNGUL AUTOMAT CU CAP REVOLVER HILLE OF 25

a) Introducere

Strungul automat cu cap revolver tip HILLE OF 25, face parte din categoria strungurilor automate revolver orizontale (cap revolver tip disc), 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 programabil cu tambur pas cu pas.

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.

b) Etapele de proiectare a tehnologiilor de prelucrare pe strungurile automate cu cap revolver tip HILLE OF 25

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 HILLE OF 25 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 revolver tip HILLE OF 25.

c) Analiza desenului de execuție

Întocmirea procesului tehnologic pentru strungul HILLE OF 25 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 HILLE OF 25;

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.

Condițiile tehnologice ce trebuie să le îndeplinească materialul piesei se referă la prelucrabilitatea prin așchiere, dată de ansamblul calităților metalului, care determină productivitate procesului de așchiere și ca urmare costul prelucrării.

Prelucrabilitatea prin așchiere a metalelor depinde de compoziția chimică, de proprietățile mecanice și de structura lor, putând fi esențial optimizată prin modificarea particularităților constructive ale sculelor, prin folosirea sau nu a lichidelor de răcire-ungere în timpul prelucrării etc. La prelucrarea pieselor aflate în producția de serie mare și masă, pe astfel de strunguri, o mare importanță practică o are asigurarea unei prelucrabilități stabile a metalelor. 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.

d) 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.

e) Descrierea mașinii-unelte

Strungul automat din seria HILLE OF 25 este un strung cu comandă program secvențială, 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 tambur cu bile și limitatoare de cursă cu acționare electromagnetică.

f) Caracteristicile tehnice ale mașinii-unelte

Din cartea tehnică se vor stabili caracteristicile tehnice și datele principale ale strungului HILLE OF 25, 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;

distanța maximă între suprafața frontală a arborelui principal și capul revolver;

cursa maximă de lucru a săniei capului revolver;

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).

g) Instalații suplimentare pentru strungul HILLE OF 25

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.

h) Operații ce se pot executa pe strungul HILLE OF 25

Strungurile HILLE OF 25 sunt destinate prelucrării pieselor din bară de fixare în bucșă elastică sau a semifabricatelor individuale fixate în mandrină, putând efectua operații de:

strunjire longitudinală;

strunjire transversală sau conică;

strunjire profilare;

burghiere;

lărgire;

alezare;

filetare;

burghiere rapidă – cu accesorii speciale;

filetare cu cuțit – cu accesorii speciale;

copiere – cu accesorii speciale;

frezare – cu accesorii speciale.

Capitolul II

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A REPERULUI

„CORP NIPLU” PE STRUNGUL AUTOMAT CU CAP

REVOLVER HILLE OF 25

2.1 ANALIZA CONSTRUCTIV – TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE PRELUCRAT

Piesa din figura 2.1 reprezintă un corp niplu având o formă complexă, cu un număr mare de suprafețe exterioare cărora sunt necesare un număr relativ mare de scule. Reperul se execută în clasa mijlocie de execuție STAS 2300-88 iar rugozitatea suprafeței este Ra = 6,3 μm.

Materialul piesei este AUT 30 STAS 1350-88.

Planul de producție prevede loturi de piese de 500 de bucăți.

Compoziția chimică a oțelului AUT 30 pentru prelucrarea pe mașini unelte automate, se extrage din STAS 1350-88:

Carbon – 0,25 ……… 0,35%;

Mangan – 0,70 ……… 1,00%;

Siliciu max. – 0,15 ……… 0,35%;

Sulf – 0,08 ……… 0,30%.

Caracteristicile mecanice ale oțelului AUT 30, se extrage din STAS 1350-88:

rezistența la rupere, Rm = 510 ……… 660 MPa;

alungirea, A5 = 15%;

duritatea HB max., HB = 183.

Alegerea semifabricatului. Pornind de la diametrul maxim al piesei (Φ31,5) se alege ca semifabricat oțel rotund calibrat tras T Φ32 – h11 STAS 1800-89/AUT 30, cu lungimi de livrare de la 2 la 6 m.

Lungimea semifabricatului pentru o piesă se determină cu relația:

ls = lp + br + af = 44,5 + 3 + 0 = 47,5 mm

în care s-a considerat adaosul pentru strunjirea frontală af = 0, pentru că dimensiunile axiale nefiind tolerate nu este necesară prelucrarea frontală și br = 3 mm, lățimea cuțitului de retezare.

Corpul – niplu, 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.

Fig. 2.1 Corp niplu

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 revolver automat. Mașina-unealtă care corespunde cel mai bine acestor condiții este un strung automat cu cap revolver orizontal, iar dacă avem în vedere diametrul maxim de prelucrare se alege strungul HILLE OF 25, al cărui caracteristici principalele sunt prezentate în continuare:

În figura 2.1 se prezintă piesa „corp niplu”.

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

2.2 STABILIREA SCHEMEI TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE ȘI ÎNTOCMIREA SCHIȚELOR FAZELOR DE LUCRU

Reprezintă o etapă de importanță majoră în proiectarea proceselor tehnologice pe strungul HILLE OF 25 întrucât de modul cum se realizează succesiunea fazelor de prelucrare depinde dezvoltarea ulterioară a pregătirii de fabricație. În principiu nu este diferită de etapa corespunzătoare pregătirii tehnologice pentru mașini-unelte clasice și cuprinde stabilirea traseului tehnologic de prelucrare, care se face aproximativ după aceleași criterii de proiectare. Metodologia generală recomandă dezvoltarea simultană a mai multor variante posibile de traseu tehnologic urmând ca în etapa finală (dintre cele care nu se elimină pe parcurs) să se selecteze varianta de productivitate maximă (timp de ciclu minim). În cazul pieselor simple, pe baza experienței de programare a tehnologilor proiectanți, se pot elimina de la început soluțiile dezavantajoase, reținându-se soluția optimă care va fi proiectată și apoi aplicată în producție. Varianta optimă astfel concepută, trebuie să permită introducerea pe parcurs de noi îmbunătățiri care să conducă la micșorarea timpului pe ciclu, la creșterea durabilității sculelor etc.

Traseul tehnologic va cuprinde; numărul fazei, denumirea fazei, poziția sculei, în capul revolver, schița fazei de lucru, regimul de lucru și SDV- urile.

Strungul HILLE OF 25 oferă numeroase posibilități de prelucrare și de aceea se va urmări ca diferitele faze necesare prelucrării să fie grupate pe posturi de lucru, în așa fel, încât să fie posibilă fixarea sculelor și a portscutelor și în același timp să se efectueze cât mai multe prelucrări suprapuse. Cotarea se va face numai pentru suprafețele care se prelucrează la acea fază de lucru. În principiu, aceasta etapă nu este diferită de cea corespunzătoare pregătirii tehnologice pentru mașinile-unelte clasice si se refera la stabilirea numărului fazelor de lucru, a denumirii lor, a schitelor de prelucrare etc.

Metodologia generală recomandă dezvoltarea simultană a tuturor variantelor considerate ca fiind optime până în etapa finală, când se selectează varianta cu productivitate maximă.

Pentru piesa din figura 2.1 se prezintă fișa tehnologică de prelucrare:

010 – Avans material și tamponare.

020 – Strunjire degroșare Φ28,2 și burghiere Φ26.

030 – Strunjire profilată Φ31,5, respectiv Φ18 x 22, burghiere și filetare M28x1,5.

040 – Retragere și schimbare scule.

050 – Burghiere Φ10,9 și teșire interioară.

060 – Filetare M12x1 – interior.

070 – Retezare piesă.

Din analiza traseului tehnologic se constată:

pentru asigurarea preciziei de prelucrare la cota Φ28 mm în clasa h8 s-a prevăzut prelucrarea cu un cuțit profilat, cu avans transversal după strunjirea de degroșare de la faza 2, care este suprapusă cu burghierea la Φ20×17 mm;

centruirea anterioară la prelucrările alezajelor pe strunguri automate în acest caz nu este necesară pentru că burghiul folosit are un diametru suficient de mare raportat la lungime;

prelucrarea suprafeței cu Φ18 mm se face cu cuțit profilat concomitent cu burghierea la Φ10,9 mm pentru M12x1;

filetările se fac cu filiera, respectiv cu tarodul, prin schimbarea turației și sensului de rotație a arborelui principal;

utilizarea cuțitelor profilate din săniile transversale, permite suprapunerea fazelor 3 cu 4 și 6 cu 7.

2.3 STABILIREA SETULUI DE PORTSCULE ȘI SCULE AȘCHIETOARE

Discul revolver la strungul HILLE OF 25 are un număr de 6 alezaje, în alezajul 6 fixându-se tamponul limitator iar în celelalte 5 se fixează sculele la succesiunea utilizării lor. Suprafața de fixare a portsulelor este cilindrica cu diametrul de 30 mm (excepție făcând alezajul 16 care are diametrul de 20 mm si alezajele 14 si 15 care au diametrul de 40 mm). De asemenea, cu excepția alezajului 14, în poziția de indexare fiecare alezaj devine coaxial cu arborele principal. Portsculele specifice strungului HILLE OF 25 sunt date în tabelul 6.26 [2], neavând un caracter limitativ, tehnologul, pentru diverse nevoi putând concepe și alte tipuri de portscule care trebuie să respecte doar forma și dimensiunile părții de fixare în discul revolver.

Tabelul 2.1

Alegerea sculelor se face conform standardelor în vigoare pentru sculele uzuale, se prezintă în tabelul 2.1, iar cele speciale se proiectează după regulile fixate în tratatele de scule așchietoare. Documentația de execuție a sculelor și portsculelor speciale se constituie documentație separată.

2.4 STABILIREA PARAMETRILOR REGIMULUI DE AȘCHIERE

Stabilirea parametrilor regimului de lucru se va face având în vedere trei aspecte:

productivitatea prelucrării să fie maxima (timpul pe ciclu redus);

durabilitatea sculelor să fie maximă;

durata staționarilor sa fie cât mai redusă.

Productivitatea prelucrării și durabilitatea sculelor este influențată în mare măsură de viteza de lucru, de avansul de lucru și mai puțin de adâncimea de așchiere. Ca urmare stabilirea parametrilor regimului de așchiere se face în ordinea inversă a influenței lor asupra durabilității.

Literatura de specialitate și documentația tehnica de firmă, nu furnizează recomandări privind stabilirea regimurilor optime de prelucrare pe HILLE OFA 40 si de aceea tehnologii aplică cel mai adesea metodă analitică de calcul a acestor parametri.

Etapele determinării parametrilor regimului de lucru sunt:

a) determinarea adâncimii de așchiere, t, în mm, se face având în vedere influența redusă asupra durabilității sculelor Se alege la valoarea maximă admisă, în general fiind egală cu valoarea adaosului de prelucrare.

În general adâncimea de așchiere este limitată în funcție de diametrul semifabricatului:

la bare cu d < 20 mm: t = 3 … 4 mm;

la bare cu d > 20 mm: t = 4 … 5 mm.

În situația în care grosimea semifabricatului de îndreptat depășește aceste valori, se execută mai multe treceri, numărul lor calculându-se cu relația 14 [2]:

i = (14)[2]

În care: tr este adâncimea recomandata de firma constructoare sau literatura de specialitate [2]. La retezare adâncimea se va stabili conform tabelului 29 [2].

suprafața 31,5: t = 2ACnom/2 = 3/2 = 1,5 mm

suprafața 28+0,3-0,033: t = 2ACnom/2 = 7/2 = 3,5 mm

suprafața 18+0-0,027: t = 2ACnom/2 = 7/2 = 3,5 mm

suprafața 26: t = 2ACnom/2 = 3/2 = 1,5 mm

suprafața 12,5: t = 2ACnom/2 = 3/2 = 1,5 mm

suprafața 12: t = dburgh./2 = 12/2 = 6 mm

suprafața 9: t = dburgh./2 = 9/2 = 4,5 mm

filet M12 x 1: t = p/2· = 1,71/2 = 0,85 mm

filet M28 x 1,5: t = p/2· = 1,71/2 = 1,29 mm

b) determinarea avansului de așchiere, se face cunoscând adâncimea de așchiere și în funcție de recomandările făcute de literatura de specialitate referitoare la rigiditatea sculelor, rigiditatea pieselor, forțele admise și mașina-unealtă și dispozitive, calitatea și precizia prelucrării. La prelucrarea pe HILLE OF 25, cunoscând adâncimea de așchiere, avansul se determină în funcție de felul prelucrării (strunjire, găurire etc.) de rigiditatea piesei și a portsculei, precum și rugozitatea prescrisă a suprafeței prelucrate, tabelul 33 [2].

În cazul în care este impusă o anumita rugozitate a suprafeței prelucrate, pentru determinarea avansului la strunjiri longitudinale se pot folosi relațiile:

pentru oțel: Ra = 0,21 (15) [2]

pentru fontă: Ra = 0,189 (16) [2]

Unde: r este raza la vârf a sculei, în mm.

În mod obișnuit pe HILLE OFA 40 se obțin rugozități de 4,0 – 6.3 µm iar prin respectarea unor condiții speciale se poate obține Ra = 3,2 µm. Legătura dintre avans și rugozitate poate fi considerată ca în tabelul 31 [2]. Din cartea mașinii se va adopta o valoare mai mică sau egală cu cea calculată dar care se găsește în gama de avansuri (tabelul 1) [2]. Atunci când nu se pun condiții privind rugozitatea suprafețelor prelucrate, avansul este limitat de rigiditatea sistemului piesă-sculă. Verificarea avansului din acest punct de vedere și referitor la celelalte aspecte pentru HILLE OFA 40 se va face conform indicațiilor din tabelul 35 [2] (verificările avansului).

c) determinarea vitezei de așchiere, v, în m/min, se face în funcție de ceilalți parametri de regim (t, f) calculați anterior, durabilitatea economică (T) a sculelor (pentru strungurile monoax se alege de regulă 120 min), materialul piesei de prelucrat și al sculei. Calculul se face utilizând relația:

v = (26) [2]

Se mai pot utiliza relații ale vitezei de așchiere date în tabelul 43 [2].

Calculul vitezei de lucru se poate face cu relațiile din tabelul 43 [2], în funcție de diametrul de prelucrat. Pentru suprafețele prelucrate la piesa „Corp niplu”, vitezele de așchiere determinate analitic, sunt cele prezentate în tabelul 2.3.

d) determinarea turației, n, în rot/min, vitezelor de așchiere calculate sau adoptate din tabele le sunt corespunzătoare turațiile care se calculează cu relația:

n = (28) [2]

În care: d – este diametrul suprafeței de prelucrat la faza considerată, în milimetri.

Calculul se face pentru fiecare fază de lucru după care din tabelul 1 se adoptă din gama de turații a mașinii o turație mai mică sau egală cu cea calculată (nopt).

Determinarea turației, valorile obținute aplicând relația 28 [2] sunt trecute în tabelul 2.3, iar din cartea mașinii (tabelul 1) [2], s-au adoptat valori mai mici sau egale cu cele calculate.

e) calculul vitezei efective, vef – se face cu ajutorul relației (29) în funcție de turația adoptată la punctul anterior.

vef = (29) [2]

Relații suplimentare în legătură cu calculul vitezei și turației efective de lucru sunt date în [2].

Determinarea vitezei efective, vef, – se face cu ajutorul relației 29 [2]
în funcție de turațiile adoptate din gama de turații a strungului HILLE OFA 4032/40 a.

f) calculul durabilități efective a sculelor, Tef., în min:

(30)[2]

se realizează în funcție de durabilitatea economică (T), viteza de calcul (v) și viteza efectiva (vef).

Exponentul durabilității se ia conform tabelului 5 [2].

Calculul durabilității efective, Tef, – se calculează cu relația 30 [2].

g) calculul forțelor de așchiere, este necesar pentru verificarea dispozitivelor de prindere a semifabricatului, a rigidității porsculelor cât și pentru determinarea puterii necesare prelucrărilor.

Problema forțelor de așchiere devine deosebit de importantă în cazul fazelor suprapuse și la prelucrările de profilare.

h) calculul puterii de așchiere, Naș, în kW

Pentru fiecare sculă se calculează puterea necesară așchierii, apoi se însumează puterile pentru sculele care lucrează simultan. Puterile necesare la fazele de filetare și alezare sunt mici, de aceea pot fi neglijate la însumare.

La strunjire, puterea efectivă se calculează cu formula:

Nef = (31) [2]

În care:

vef este viteza de așchiere efectivă, obținută prin recalculare, după alegerea turației arborelui principal.

La găurire, puterea efectivă se calculează cu formula:

Nef = (32) [2]

În care:

Mt este momentul de torsiune, în daN mm;

nAP, este turația adoptată a arborelui principal, rot/min.

Calculul momentului de torsiune, se va face cu relația (20):

Mt = CM · DbxM · fyM (20)[2]

Însumarea puterilor pentru sculele care lucrează simultan se face cu relația:

(33)[2]

În care:

– este randamentul strungului revolver (se poate lua = 0,75);

Nmotor – puterea motorului electric al strungului revolver.

În cazul în care relația nu este verificata se impune fie alegerea unei alte mașini-unelte, fie micșorarea valorilor parametrilor regimului de lucru astfel ca să fie satisfăcută relația (33).

Faza 2:

strunjire Φ28,2×19,8 mm;

burghiere Φ20×17 mm.

Adâncimea de așchiere va fi:

t = mm

Din valorile recomandate pentru avansuri în condițiile prelucrării piesei corp niplu,

pentru strunjire: f = 0,06 … 0,15 mm/rot;

pentru burghiere: f = 0,08 … 0,12 mm/rot.

Se alege pentru avans valoarea f = 0,12 mm/rot, pentru ambele prelucrări.

Din Anexa 1.4 [2] viteza de așchiere se determină cu relațiile:

pentru strunjire:

v100 = m/min

pentru burghiere:

v100 = m/min

Turațiile acestor faze sunt:

pentru strunjire:

ns = rot/min

pentru burghiere:

nb = rot/min

Forțele de așchiere se determină cu relațiile din Anexa 1.3 [2]:

pentru strunjire:

Fs = 145 · 1.91,0 · 0,120,8 = 50,5 daN

pentru burghiere:

Fb = 68 · 0,120,7 · 201,0 = 307 daN

Forța totală pe fază va fi:

Ft = Fs + Fb = 50,5 + 307 = 357,5 daN

Puterea necesară pentru realizarea acestei faze:

P2 = · (Fs · vs + Fb · vb) = · (50,5 · 54 + 307 · 42) = 2,7 kW

Puterea este corespunzătoare pentru că mașina asigură o putere de 4 kW.

Faza 3 – strunjire profilată

Din Anexa 1.7 [2] pentru Φ28 mm și lățimea B = 24,5 mm se recomandă un avans pentru finisare, f = 0,09 · 0,9 = = 0,08 mm/rot.

Din recomandările din cartea mașinii se constată că rigiditatea nu permite acest avans și se alege avansul f = 0,03 mm/rot.

Viteza de așchiere se determină cu relația din Anexa 1.4 [2] și cu coeficientul de corecție din Anexa 1.5 [2], astfel:

v3 = m/min

Se calculează turația corespunzătoare:

n3 = rot/min

Forța de așchiere se calculează cu relația din tabelul Anexă 1.3 [2]:

F3 = CFz · syz · B · Km · Kpr = 180 · 0,030,85 · 24,5 · 1 · 1,05 = 236 daN

Puterea necesară:

P3 = = 2,8 kW

Puterea calculată este asigurată de puterea motorului de pe mașină.

Faza 4 – burghiere Φ12,5×15

Din recomandările pentru avans la mașina aleasă se adoptă avansul f = 0,1 mm/rot.

Viteza de așchiere, din Anexa 1.4 [2], se calculează cu relația:

v4 = m/min

Turația se calculează cu relația:

n4 = rot/min

Forța de așchiere, se calculează cu relația din Anexa 1.3 [2], astfel:

F4 = 68 · 0,10,7 · 12,51 = 170 daN

Puterea necesară va fi:

P4 = = 1,15 kW

putere care de asemenea este asigurată de puterea motorului mașinii.

Dacă se continuă a se calcula parametrii regimului de așchiere în același mod și pentru restul de faze se va constata că atât puterea cât și durabilitatea sculelor este corespunzătoare.

Ca urmare a calculelor efectuate se poate trece la alegerea turațiilor arborelui principal al strungului. Ținând seama de posibilitățile strungului, care permite schimbarea automată a patru turații, două pe dreapta și două pe stânga, în tabelul 2.2 se prezintă parametrii regimului de așchiere pe fiecare fază de lucru.

Din analiza tabelului se constată că turația de 710 rot/min aleasă, depășește turațiile calculate de la fazele 2 și 3, dar în baza faptului că sculele participă la ciclul de prelucrare a piesei doar 15 … 20% din timpul total de prelucrare a piesei, scăderea durabilității este neînsemnată și nu afectează timpul de reglare a sculelor stabilit inițial (odată pe schimb). De asemenea la recalcularea vitezelor de așchiere nu se constată diferențe mari față de cele inițial calculate și deci puterea motorului este suficientă chiar în aceste condiții.

Tabelul 2.2

2.5 CALCULUL LUNGIMII CURSELOR DE LUCRU

În cazul strungului HILLE OFA 40 este necesar să se determine mai întâi, ca mărime caracteristica lungimea de deschidere .

În continuare se trece la determinarea lungimii curselor de lucru pentru fiecare fază de prelucrare, care sunt necesare pentru stabilirea poziției camelor de impuls pe tamburul de comandă.

Informațiile geometrice referitoare la cursele longitudinale se vor calcula cu relațiile 2 … 6[2] iar pentru cursele transversale relațiile 7 … 11[2]. Dimensiunile portsculelor se vor stabil; conform tabelului 6.26, iar ale sculelor vor fi stabilite de proiectant.

Având în vedere succesiunea fazelor, precum și dimensiunile port-sculelor existente în dotarea acestor mașini, se întocmește, la scară, schița fazelor în poziția finală a prelucrării.

Faza 1. Avansul materialului și tamponare (fig.2.2)

Lungimea cursei se determină cu relația:

lc1 = ls1 + Ls1

În care:

ls1 = K + br + lp + af = (6 … 10) + 3 + 44,5 + 0 = 53,5 … 57,5 mm

Fig.2.2 Faza 1

Se alege:

ls1 = 54 mm

Lungimea tamponului rotativ ales din trusa de scule a mașinii este:

Ls1 = 55 … 80 mm

Lungimea cursei va avea valoarea:

Lc1 = 54 + (55 … 80) = 109 … 134 mm

Valoarea efectivă se stabilește după determinarea lungimii de închidere de la faza 2.

Faza 2. Strunjire Φ28,2×19,8 mm și burghiere Φ20×17 mm, (fig.2.3)

Adoptând suportul port-cuțit prezentat în figura 2.2, lungimea cursei de lucru se determină cu relația:

lc2 = l12 + lp2 + la2 + l22 = (1 … 2) + · ctgα + 17 + 0 =

= (1 … 2) + · ctg600 + 17 + 0 = 23,5 mm

Fig.2.3 Faza 2

Lungimea de închidere se stabilește cu relația:

L2 = ls1 + K + Ls2 = 54 + (10 … 20) + 38 = 112 mm

Dacă se folosește relația:

L1 = L2 + lc2

În care

L1 este lungimea de închidere la faza de tamponare;

L2 – lungimea de închidere la următoarea fază de lucru;

lc2 – lungimea cursei de lucru la faza următoare.

Va rezulta:

L1 = 112 + 23,5 = 135,5 mm

Pentru realizarea acestei lungimi, ținând cont că lungimea maximă de tamponare este de 134 (v. faza 1), se va introduce o șaibă cu lățimea de 20 mm.

Fazele 3 și 4 se execută simultan (fig.2.4), iar lungimea cursei se determină cu relația:

lc3 = l13 + la3 = (0,5 … 1) + = 2,1 mm

L4 = ls1 + K + Ls4 = 54 + (0,5 … 1) · 12,5 + 38 = 98 mm

lc4 = l14 + lp4 = (0,5 … 1) + 15 = 16 mm

Fig.2.4 Faza 3 și faza 4

Faza 5, prelucrarea filetului cu ajutorul filierei

Se face după schema prezentată în figura 2.5, iar lungimea cursei se determină cu relația:

lc5 = l15 + lp5 + l25 = (1 … 2) · 1,5 + 1 · ctg 60° + 12 + 1 · 1,5 = 15 mm

L5 = ls1 – la5 – (1 … 2) · p = 54 – 12 – 3 + 20 + (45,5 … 60,8) = 108 mm

Fig.2.5 Faza 5

Fazele 6 și 7 se execută suprapus după schema prezentată în figura 2.6

Lungimea curselor se determină cu relațiile:

lc6 = l16 + lp6 + la6 + l26 = (1 … 2) + 0 + (44,5 … 32)+ 0,3 · 10,9 = 17 mm

lc7 = l17 + la7 = (0,5 … 1) + = 8,5 mm

L6 = ls1 + Δ + L’s6 + Ls6 = = 54+ 5 + 25 + 38 = 122 mm

Faza 8 se execută cu tarod de mașină după schema din figura 2.7

Lungimea cursei de lucru se determină cu relația:

lc8 = l18 + lp8 + la8 + l28 = (1 … 2) · 1 + ·(ctg 300 – ctg 600) +

+ (44,5 … 32) = 15,5 mm

L8 = ls1 + K + L’s8 + Ls8 = 54 + 5 + 21 + (49 … 64) = 130 mm

Fig.2.6 Faza 6 și faza 7

Faza 9 se execută cu un cuțit de retezat după schema prezentată în figura 2.8

Lungimea se determină cu relația:

lc9 = (0,5 … 1) + b · tgα + + (0,5 … 1) =

= 3 · tg150 + + 2 · (0,5 … 1) = 4 mm

Fig.2.7 Faza 8

Fig.2.8 Faza 9

2.6 CALCULUL NUMĂRULUI DE ROTAȚII ECHIVALENTE

Pentru calculul numărului de rotații la fiecare fază se utilizează relația:

n’ai = (1.22)[2]

în care

lci – lungimea cursei de lucru pentru faza i;

fi – avansul pe rotație a arborelui principal aferent fazei i;

nAI – turația arborelui intermediar, în rot/min, egală cu turația arborelui principal la fazele care nu reclamă folosirea mecanismelor auxiliare;

nAPi. – turația arborelui principal la faza i, în rot/min, determinată cu ajutorul vitezei de așchiere calculată în concordanță cu gama de turații a strungului automat.

Relația este valabilă în afara fazelor de filetare. Raportul nAI/nAPi este egal cu unu. Valorile calculate sunt trecute în coloana 8 a fișei de calcul pentru reglare din tabelul 1.5. La fazele de filetare raportul turațiilor are valorile de 8 : 1, pentru M28x1,5 mm și 2 : 1 pentru M12x1 mm. Din calculul numărului de rotații și din analiza suprapunerii fazelor rezultă următoarele:

pentru faza 3 sunt necesare 70 rot, în timp ce pentru faza 4, cu care se suprapune, sunt necesare 140 rot. De aici rezultă că se poate micșora avansul la faza 3 de la 0,03 la 0,02 mm/rot. pentru care sunt necesare 105 rot. Pentru finisarea suprafeței se mai suplimentează cu 15 rot, timp în care nu se dă avans radial;

pentru faza 6 sunt necesare 213 rot., în timp ce pentru faza 7, cu care se suprapune, sunt necesare 350 rot. (10 pentru finisare fără avans radial). În aceste condiții se poate micșora avansul pentru faza 6 la 0,07 mm/rot. pentru care sunt necesare 240 rot;

faza 5c se poate suprapune cu faza 7;

faza 8c se poate suprapune cu faza 9.

Prin însumarea valorilor din coloana 8 a fișei de calcul se obține numărul de rotații total al arborelui principal:

n’APtot = 864 rot

2.7 CALCULUL TIMPULUI PRELIMINAR PE PIESĂ

Timpul preliminar pentru prelucrarea piesei se determină cu relația:

t’a = s

Timpul preliminar de mers în gol pentru fazele auxiliare la prelucrările din bară este:

t'g = 0,35 · t'a = 25,5 s

Timpul total pentru piesă este:

T'p = t'a + t'g = 73 + 25,5 = 98,5 s

2.8 CALCULUL DIVIZIUNILOR AFERENTE FAZELOR DE LUCRU

Din datele existente în cartea tehnică a mașinii se constată că pentru piesă se pot obține timpi în jurul valorii de 98,5, 90 sau 100 s. Pentru aceste valori ale timpului pe piesă se determină sutimile pentru mișcările auxiliare. După stabilirea valorilor individuale ale sutimilor necesare fazelor în gol, se face o analiză a posibilităților de suprapunere în timp cu alte faze și se încadrează în paranteze acele valori care se pot suprapune. Astfel s-a suprapus faza 5a cu faza 4a, faza 5d și 6a cu faza 7, faza 8d cu faza 9. Prin însumarea curselor în gol nesuprapuse, se obține: sgtot = 15,5 sutimi. Rezultă că pentru cursele de lucru rămân:

satot = 100 — sgtot = 84,5 sutimi

Cu aceste valori se determină valoarea mai apropiată a timpului pe piesă cu relația:

T’’a = s

În aceste condiții se poate alege pentru prelucrarea piesei timpul de 90 s.

Numărul total de rotații echivalente, reale, pentru întreg ciclul de lucru, se determină cu relația:

ntot = rot

Numărul de rotații pentru cursele active se calculează cu relația:

na tot = ntot · = 1065 · = 900 rot

Diferența de rotații: na = na.tot – n'a tot = 900 – 864 = 36 rot se atribuie fazelor 7 și 9 care sunt mai solicitate.

În felul acesta avansul se reduce de la 0,025 la 0,023 și respectiv de la 0,06 la 0,055 mm/rot.

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE A

REPERULUI „CORP – NIPLU” PE

MAȘINI – UNELTE CLASICE

3.1 ANALIZA CONSTRUCTIV – TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE PRELUCRAT

Piesa de prelucrat corp niplu face parte din clasa „bucșe”.

Din condițiile de precizie impuse se desprind următoarele concluzii:

Precizie dimensională: – dmax = Φ 31,5 mm;

– lmax = 44,5 mm.

Diametrele la care se impune o precizie dimensională ridicată sunt:

– Φ 18 (0- 0,027);

– Φ 28 (0- 0,033);

– filet M12x1 interior;

– filet M28x1,5 exterior.

Dimensiunile de profil ale piesei sunt:

– teșituri: 1×450 – la exterior.

Precizia geometrică:

Se impun următoarele abateri de formă și de poziție:

cilindricitate exterior corp niplu – 0,02 mm;

paralelism la suprafețele frontale ale șurubului – racord – 0,015 mm;

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

Rugozitatea suprafețelor:

La piesa „corp niplu” 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 AUT 30, STAS 1350-88, oțel pentru automate.

Masa piesei:

Masa piesei în stare finită este mpiesă finită = 0,083 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] pagina 26.

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

Rt = [ore/buc] (4.1)[11]

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 corp-niplu, 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)[11]

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 corpului-niplu se pot utiliza două tipuri de semifabricat:

semifabricat forjat;

semifabricat laminat.

3.3.1 Varianta forjată

Corpul – niplu se poate executa dintr-un semifabricat forjat, deoarece oțelul AUT 30, 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) [4].

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 = 31,5 + 5 = 36,5 ± 2 mm

lsf. = lpf + Al = 44,5 + 10 = 54,5 ± 4 mm

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

η = [%]

Unde:

Gpf = 0,083 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 = 0,057 · 7,85 = 0,447 kg

Coeficientul de utilizare al materialului în varianta forjată va fi:

η = = 18,56 %

3.3.2 Varianta laminată

Varianta este posibilă deoarece oțelul AUT 30, 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. Determinarea mărimii optime a adaosului de prelucrare are o deosebită importanță tehnico – economică la proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanică a pieselor pe mașini – unelte. Dacă însă adaosurile de prelucrare sunt prea mici, nu se pot îndepărta complet straturile superficiale cu defecte ale semifabricatului astfel încât nu se poate obține precizia și rugozitatea prescrisă suprafețelor prelucrate și ca urmare se mărește procentul de rebuturi. La adaosuri de prelucrare mici adâncimea de așchiere poate fi mai mică decât grosimea crustei dure de laminare, ceea ce creează condiții grele de lucru pentru tăișul sculei așchietoare.

În afară de aceasta, pentru a se lucra cu adaosuri mici trebuie să se folosească semifabricate mai precise, ceea ce poate mări, mai ales la serii mici de fabricație, costul de producție al pieselor.

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc următoarele metode:

metoda experimentală de determinare a adaosului de prelucrare;

metoda de calcul analitic a adaosului de prelucrare.

În condițiile fabricației de serie, adaosurile de prelucrare se stabilesc prin metoda experimentală, cu ajutorul unor standarde de stat sau tabele normative de adaosuri, alcătuite pe baza experienței practice a industriei și recomandate pentru condiții medii de producție.

Valorile experimentale ale adaosurilor sunt în multe cazuri mai mari decât este strictul necesar, deoarece ele corespund unor condiții de prelucrare la care adaosurile trebuie să fie acoperitoare pentru evitarea rebuturilor. Metoda de calcul analitic al adaosurilor de prelucrare se bazează pe analiza factorilor care influențează mărimea adaosurilor, determinarea elementelor componente ale adaosurilor și însumarea lor. Calculul fundamental științific al adaosurilor intermediare optime la toate operațiile de prelucrare, asigură un număr minim de operații și faze de prelucrare necesare obținerii calității prescrise piesei de prelucrat.

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. Dimensiunile intermediare trebuie realizate în limitele toleranțelor tehnologice, stabilite de tehnologul de concepție, la elaborarea documentației de fabricație.

Relațiile de calcul ale dimensiunilor intermediare se stabilesc din analiza schemelor de dispunere a adaosurilor intermediare și toleranțelor tehnologice.

Dispunerea adaosurilor de prelucrare intermediare este diferită, după cum prelucrarea se realizează prin metoda obținerii individuale a dimensiunilor, sau prin metoda obținerii automate a dimensiunilor.

Analizând dimensiunile piesei se constată că suprafața care va determina diametrul semifabricatului este suprafața de Φ31,5, 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 Φ31,5, 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 =44,5 mm

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

ρP =0,05 ·44,5 +0 =2,225 μm, unde ЄC =0

Înlocuind datele în relația de calcul a adaosului de prelucrare:

2AC1 =50 + 2(10 + 0) +2(2,225 + 0)=74,45 μm

Se calculează diametrul intermediar, înaintea rectificării de finisare:

d1max = bmax + 2ACmax =31,5 +0,075 =31,575 mm

d1min = d1max – Ta =31,575 –0,050 =31,525 mm

b)Rectificarea de degroșare

TP =170 μm

HP =25 μm

SP =0

ΔC = 0,7 μm/mm

ρP =ΔC ·lC +ЄCentr = 0,8·44,5 + 0 = 35,6 μm

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC2 = 170+2(25+0) + 2(35,6+0) =291,2 μm

Adaosul intermediar înaintea rectificării de degroșare va fi :

d2max =31,575 + 0,291 =31,866 mm

d2min = 31,866 – 0,170 =31,696 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 ·44,5 =20,98 μm

ЄC =0

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC3 = 340 + 2(50 + 50) + 2(20,98 + 0) =582 μm

Se calculează diametrul intermediar înaintea strunjirii de finisare:

d3max = 31,866 +0,582 =32,448 mm

d3min = 32,448 – 0,340 =32,108 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 = 44,5 mm

ρP =0,96 ·325 + 0,4 ·1,5 ·44,5 = 338,7 μm, unde ЄC =0

Adaosul de prelucrare, va fi :

2AC4 =1300 + 2(150 +150) + 2(338,7 +0) =2577,5 μm

Diametrul semifabricatului laminat, înaintea strunjirii de degroșare va fi:

d4 =32,448 +2,577 =35,025 mm

Se va alege din STAS 333/91, o bară din oțel laminat cu diametrul Φ35 mm.

Adaosul real la degroșare va fi:

2AC4 = d4 – d3max =35 –32,448 = 2,55 mm

e) Calculul adaosului de prelucrare pentru suprafața frontală, L= 44,5 (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 · 35 = 0,35 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= 1,56 + 1,3 = 2,86 mm

unde:

2ACmin = 2(RZp + Sp) +2 · ρP = 2 · 0,3 + 2 · 0,35 = 1,3 mm

Dimensiunea nominală pentru debitare este:

Lnom = 44,5 +2,86 = 47,36 mm; se rotunjește,

Lnom = 48 mm

La debitare se va respecta cota: 48 ± 1,3 mm

Valoarea efectivă a adaosului nominal este:

2ACnom = 48 – 44,5 = 3,5 mm

Pentru fiecare suprafață frontală adaosul este:

ACnom = 1,75 mm

Se calculează greutatea semifabricatului laminat:

Gsf = V · γ = 0,362 kg

Coeficientul de utilizare al materialului în varianta laminată este:

η = = 22,93 %

CONCLUZIE

Comparând această variantă cu varianta forjată, se constată că este superioară cu 4,37 %, ca urmare se va alege ca variantă definitivă un semifabricat laminat.

3.4 STABILIREA ITINERARIULUI TEHNOLOGIC

Prelucrarea corpului niplu 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. Deoarece corpul – niplu 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 – corp niplu.

010 – Strunjire cilindrică exterioară și interioară – degroșare.

011 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ31,5, pe lungime 50;

012 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ18,5, pe lungime 22;

013 – teșire 1×450, la un capăt;

014 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ28,5, pe lungime 25,5;

015 – pregăurire Φ9,5, pe lungime 55;

016 – găurire – lărgire Φ12,5, pe lungime 55.

020 – Strunjire retezare, la lungime 45,5.

030 – Strunjire cilindrică exterioară și interioară – finisare, prinderea I.

031 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ18,05, pe lungime 22;

032 – strunjire cilindrică interioară cota Φ12, pe lungime 45,5;

033 – strunjire filetare interioară M12x1, pe lungime 13,5.

040 – Strunjire cilindrică exterioară și interioară – finisare, prinderea II.

041 – strunjire cilindrică exterioară cota Φ28,05, pe lungime 20;

042 – strunjire prag Φ26, pe lungime 3;

043 – strunjire cilindrică interioară Φ20, pe lungime 17;

044 – strunjire filetare exterior M28x1,5, pe lungime 12;

045 – teșire 1×450, la celălalt capăt.

050 – Tratament termic: călire și revenire înaltă.

060 – Rectificare rotundă exterioară, Φ180- 0,027 și Φ280- 0,033, două zone distincte, pe lungimi 22, respectiv 5.

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 rectificat WMW SA 200 x 800.

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

Tabelul 3.1

Sculele așchietoare folosite la strunjire sunt diferite tipuri de cuțite standardizate :

cuțit drept pentru degroșat, STAS 6376 – 96;

cuțit încovoiat pentru degroșat, STAS 6377 – 97;

cuțit frontal stânga dreapta, STAS 6382 – 97;

cuțit lat, STAS 6380 – 98;

cuțit încovoiat pentru degroșare, STAS 352 – 97;

cuțit pentru interior, STAS 6384 – 97;

cuțit pentru colț interior, STAS 357 – 97.

Din tabelul (10.10), [11], se alege mașina de rectificat exterior ale cărei caracteristici principale sunt prezentate în tabelul 3.2:

Tabelul 3.2

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

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

Se va face calculul regimurilor de așchiere pentru următoarele 3 operații reprezentative ale piesei „corp niplu”:

strunjire cilindrică exterioară degroșare;

găurire, pe strung;

rectificare rotundă exterioară;

a) Strunjire cilindrică exterioară degroșare

Date inițiale de calcul:

D1= 35 mm, diametrul piesei înainte de prelucrare

Dp= 30,5 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 AUT 30.

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 AUT 30

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 = 7 · 0,7 = 4,9 kw

Pa ≤ PMu · η

Momentul de torsiune rezultant, se calculează cu:

Mt = [daNm]

Mt = daN·m

b) Găurire, pe strung

Date inițiale:

diametrul de prelucrat, d = 9,5 mm;

lungimea de prelucrat, l =45 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 AUT 30.

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

c) Rectificare rotundă exterioară

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

diametrul final după rectificare – d2 = 18 mm;

diametrul inițial de prelucrat – d1 = 18,05 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 găurii care se prelucrează. Pentru L = 35 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 · 5,670,7 · 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 = 5,042 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 de calcul:

n = 1250 rot/min, turația piesei;

f = 0,45 mm/rot, avansul;

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

l =160 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) Găurire, pe strung

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

min

Unde:

l = 25 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

c) Rectificare rotundă exterioară

Timpul de bază, tb, se calculează conform schemei de calcul din figura 3.6 și relației din tabelul (11.1)[11]:

[min]

Unde:

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

h = 0,03 mm, adaosul de prelucrare;

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

min

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tabelul(12.79)[13]:

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

Timpul de deservire a locului de muncă, tdr, tabelul(12.82)[13]:

min

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tabelul(12.83)[13]:

min

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tabelul(12.84)[13]::

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 REPERULUI „CORP NIPLU”

4.1 CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE AL REPERULUI „CORP NIPLU”, EXECUTAT PE STRUNGUL AUTOMAT CU CAP REVOLVER HILLE OF 25

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

Se calculează, cheltuielile materiale:

CMAT. = 2,5 · 0,299 = 0,7475 [EURO]

Unde:

msf = 0,299 kg, masa semifabricatului – semifabricat tip bară laminată;

P1kg = 2,5 EURO, prețul unui kilogram de oțel pentru automate AUT 30.

Se calculează cheltuielile cu salariile directe utilizând relația:

CSD = TC · St = 0,027 · 3,5 = 0,095 EURO/buc

Unde:

TC = 98,50 sec = 1,6416 min = 0,027 ore, timpul pe ciclu pentru prelucrarea piesei „corp niplu” pe strungul revolver HILLE OF 25, se extrage capitolul 2;

St = 3,5 EURO/h, salariul tarifar pe oră al prelucrătorului prin așchiere care deservește strungul automat cu cap revolver HILLE OF 25.

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

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,095 · = 0,2375 EURO/buc

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

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,095 · = 0,133 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 0,2375 + 0,133 = 0,3705 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 0,095 + 0,3705 = 0,4655 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 = 0,4655 · = 0,114 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 0,4655 · = 0,0325 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 0,4655 · = 0,0163 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 0,4655 · = 0,0023 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

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

CCONTRIB STAT = 0,114 + 0,0325 + 0,0163 + 0,0023 = 0,1511 EURO/buc

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru piesa „corp niplu”:

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

CMANOP. = 0,4655 + 0,1511 = 0,6166 EURO/buc

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

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

CP = 0,7475 + 0,6166 = 1,364 EURO/buc

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

P = CP · [EURO/buc]

P = 1,364 · = 1,568 EURO/buc

Prețul la producător cu TVA, a piesei „corp niplu” executată pe un strung automat cu cap revolver HILLE OF 25 va fi:

PTVA = P · [EURO/buc]

PTVA = 1,568 · = 1,86 EURO/buc

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

4.2 CALCULUL COSTULUI DE FABRICAȚIE AL REPERULUI „CORP NIPLU”, EXECUTAT 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 = 0,362 kg, masa semifabricatului – semifabricat tip bară laminată;

P1kg = 2,5 EURO, prețul unui kilogram de oțel pentru automate AUT 30.

Rezultă, cheltuielile materiale:

CMAT. = 2,5 · 0,362 = 0,905 [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 „corp niplu”:

strunjire degroșare;

strunjire finisare;

găurire;

filetare;

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 = NtFiletare = 8,4 min = 0,14 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 = 1,25 EURO/h, salariul tarifar pe oră la filetare;

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 + 0,14 · 1,25 + 0,043 · 2,5 = = 0,532 EURO/buc

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

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,532 · = 1,33 EURO/buc

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

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,532 · = 0,745 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 1,33 + 0,745 = 2,075 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 0,532 + 2,075 = 2,607 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 = 2,607 · = 0,638 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 2,607 · = 0,182 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 2,607 · = 0,091 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 2,607 · = 0,013 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

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

CCONTRIB STAT = 0,638 + 0,182 + 0,091 + 0,013 = 0,924 EURO/buc

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru piesa „corp niplu”:

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

CMANOP. = 2,607 + 0,924 = 3,531 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 = 0,905 + 3,531 = 4,436 EURO/buc

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

P = CP · [EURO/buc]

P = 4,436 · = 5,1014 EURO/buc

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

PTVA = P · [EURO/buc]

PTVA = 5,1014 · = 6,07 EURO/buc

Acest model este utilizat în antecalculul prețului.

Se compară cu prețul la producător al piesei „corp niplu” executată pe mașini-unelte clasice PTVA = 6,07 EURO/buc, și se observă că prețul piesei executate pe strungul automat HILLE OF 25 este cu 69,36% mai mic.

În concluzie se recomandă prelucrarea pe strunguri automate cu cap revolver tip HILLE OF 25 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 cu cap revolver 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, 2003

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

pe strunguri revolver cu tambur,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2005

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

Îndrumar de laborator, Institutul Politehnic

IAȘI, 2006

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

în construcția de mașini,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2005

5. Grozea, F. ș. a., – Costurile prelucrărilor mecanice pe strunguri

automate cu cap revolver,

Editura Didactică și Pedagogică,

BUCUREȘTI, 2006

6. Horvath, C., – Managementul calității,

Editura Orizonturi universitare, Timișoara, 2002

7. Ianici, S., – Organe de mașini,

Volumul 1 și 2, Editura Universitatea

,Eftimie Murgu’’ REȘIȚA, 2002

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

prelucrare mecanică prin așchiere,

Manual de proiectare, Vol.1 și 2,

Editura Univers, CHIȘINĂU, 2005

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, 2004