Programul de studii de licență: [307614]

Programul de studii de licență:

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

Proiectarea tehnologiei de fabricație a [anonimizat],

Ș.I. dr. ing. Marius COSMA Mihaela Gabriela MIHUȚ

2020

Programul de studii de licență:

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

PROIECT DE DIPLOMĂ

1. Tema proiectului: Proiectarea tehnologiei de fabricație a reperului ,,suport’’

2. Numele și prenumele absolvent: [anonimizat]: Mihuț Mihaela Gabriela

3. Promoția: 2016-2020

4. Numele și prenumele coordonatorului: Cosma Marius

5. Termenul de predare:

DECAN,

Prof.univ.Dr.ing. Nicolae UNGUREANU

Fișa candidat: [anonimizat]: Mihuț Mihaela Ganriela

Promoția: 2016-2020

Programul de studii: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

Forma de învățământ: zi

Titlul proiectului/lucrării de finalizare a studiilor: Proiectarea tehnologiei de fabricație a reperului ,,suport’’.

Coordonatorul proiectului/lucrării de finalizare a studiilor: Ș.I. dr. ing. Marius Cosma

Proiectul/lucrarea rezolvă:

□ o temă în continuarea unui proiect din anii anteriori;

□ o temă în legătură cu un alt proiect;

□ o temă nouă fără conexiuni cu alte proiecte.

1. Documentarea absolvent: [anonimizat]: □foarte bună; □bună; □suficientă; □insuficientă.

2. Volumul de muncă depus: □foarte mare; □mare; □mediu; □mic.

3. Idei originale introduse de absolvent: □foarte multe; □multe; □puține; □niciuna.

4. Rezultatele au fost testate sau simulate: □complet; □parțial; □insuficient; □nu e cazul.

5. Cerințele temei au fost îndeplinite: □complet; □parțial; □insuficient; □deloc.

6. Prezentarea (claritatea) și aspectul lucrării: □foarte bune;□bune;□suficiente;□insuficiente.

7. Alte aprecieri (dacă este cazul):

De acord cu susținerea proiectului: □DA □NU

Data: Semnătura coordonatorului:

DECLARAȚIE PE PROPRIE RĂSPUNDERE

PRIVIND AUTENTICITATEA PROIECTULUI DE DIPLOMĂ / [anonimizat] 811655, CNP [anonimizat], absolvent: [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat] 2020, [anonimizat], cu titlul Proiectarea tehnologiei de fabricație a [anonimizat], pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate în textul lucrării și în bibliografie.

[anonimizat] a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, [anonimizat] a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de diplomă.

În cazul constatării ulterioare a [anonimizat], respectiv anularea examenului de diplomă.

Baia Mare Autor, (Prenume,Nume) Semnătura

Data: ________ Mihuț Mihaela Gabriela

REZUMAT

În lucrarea de față am abordat tema Proiectarea tehnologiei de fabricație a reperului suport. [anonimizat], temă primită în cadrul unei burse.

Lucrarea este structurată pe două părți. Prima parte a [anonimizat]vind analiza realizării piesei. A doua parte este dată de memoriul justificativ de calcul, care constă în alegerea variantei optime de fabricație a reperului, calcul privind coeficientul de utilizare al materialului, adaosuri de prelucrare și dimensiuni intermediare, precum și determinarea regimului de așchiere și a normei de timp.

Din cauza faptului ca piesa nu a putut fi simulată pe un program CAM, în cadrul subcapitolului privind calculul normei de timp, am exemplificat printr-un singur model, calculul normei de timp pe o mașină-unealtă clasică.

Ultimele două capitole sunt rezervate concluziilor și contribuțiilor personale.

ABSTRACT

In this paper, i approached the theme Processing of the manufacturing technology of the ,,support’’ piece. This theme is part of a project proposed by UACE, theme a warded in a scholarship.

The paper is structured in two parts. The first part of the paper focuses on technical memory, including the presentation of the company, general notions of machining and aspects on the analysis of the piece. The second part is given by the calculation justification memorium which consists in presenting the optimal variant of making the part, calculations of the coefficient of use of the material, proccesing additions and intermediate dimensions, as well as determining the cutting regime and time norm.

Due the fact that the piece couldn’t be simulated on a CAM program, in the subchapter on the calculation of the time norm, i exemplified by a model a calculation of the time norm on a classic machine tool.

The last two chapters are reserved for personal conclusions and contributions.

1. INTRODUCERE

Compania Universal Alloy Corporation (UAC) Europe, un sereleu cu sediul și unitatea de producție în comuna maramureșeană Dumbrăvița și cu comportament economic de societate pe acțiuni – explicabil prin faptul că este o subsidiară a a grupului elvețiano-austriac Montana Tech Components (lider mondial al producătorilor de componente din aluminiu pentru industria aeronautică), a raportat și în 2018 cel mai mare profit obținut de vreo firmă din județ: peste 17,8 milioane de euro.

UAC Europe a fost înființată în 2008 și a început producția în 2009, prima fabrică deschisă fiind în comuna Dumbrăvița (acum cu peste 1.400 de angajați), iar cea de-a doua în Medieșul Aurit (jud. Satu Mare). Compania, care furnizează componente unor importanți producători de aeronave (Airbus, Boeing, Bombardier și Premium Aerotech), își extinde capacitatea de producție în zona limitrofă municipiului Baia Mare, în Tăuții Măgherăuș, ca urmare a creșterii cererii din partea producătorilor de aeronave comerciale. [12]

Fig. 1.1. UAC [12]

2. ASPECTE GENERALE PRIVIND PRELUCRAREA PRIN AȘCHIERE

2.1. Noțiuni generale

În procesul de producție a pieselor diverselor mașini și utilaje folosite în industrie, prelucrării prin așchiere îi revine un volum mare de muncă, fiind un factor hotărâtor, atât în realizarea calității finale, cât și a prețului de cost al acestora.

Procesul de prelucrare este astfel constituit dintr-o succesiune de operații, aplicate asupra unui semifabricat, modificându-i-se forma, dimensiunile și prezia, cu scopul obținerii unei piese finite, prin îndepărtare de material sub formă de așchii, cu ajutorul sculelor așchietoare și a mașinilor-unelte.

Piesele componente ale mașinilor și ale aparatelor pentru care se cere o precizie mare și o netezire bună a suprafețelor sunt supuse unui proces de prelucrare mecanică prin așchiere. Prelucrarea prin așchiere presupune îndepărtarea de pe suprafața pieselor brute, obține prin turnare, matrițare, forjare, laminare etc., a adaosului de prelucrare.

Mărimea adaosului de prelucrare depinde de:

metoda de elaborare a semifabricatului (a piesei brute);

configurația și complexitatea piesei;

natura materialului;

caracterul producției (de unicate, se serie mică, în serie sau în masă).

Adaosul de prelucrare se înlătură sub formă de așchii. În scopul reducerii consumului de scule așchietoare și pentru a se realiza o economie de metal, se recomandă ca adaosul de prelucrare să fie cât mai mic. Acesta se stabilește pe baza unor normative sau se poate determina prin calcul în situația în care avem un număr mare de piese, deoarece în acest caz este foare important să se stabilească o valoare cât mai rațională. [8]

Fig. 2.1. Procesul formării așchiei [8, pag. 7]

În figura de mai sus este ilustrat procesul de formare a așchiei, ca urmare a acțiunii unei forțe aplicate asupra sculei așchietoare. La început se va produce o deformare locală, în stare elastică a materialului, dar cu cât va crește treptat apăsarea, deformațiile vor trece în stare plastică. În fața tăișului sculei se formează o zonă de deformații puternice. În această zonă, cristalele metalului se lungesc și se înclină treptat. Când înclinarea a atins unghiul grăuntelui de metal începe să alunece. Datorită alunecării grăunților de metal, are loc desprinderea stratului de metal, formându-se așchia. Din cauza frecărilor puternice, între suprafața sculei și așchie, aceasta suferă o deformare suplimentară. În această zonă, grăunții se orientează aproape paralel cu suprafața sculei așchietoare, iar duritatea în stratul superficial crește ca urmare a unui proces de deformare plastică suplimentară. [8]

Datorită apăsării puternice la contactul cu scula așchietoare, frecărilor și fenomenelor termice, rezultă modificări ale proprietății inițiale care se vor produce și în stratul superficial al piesei. Zona neafectată de procesul de deformare plastică la formarea și desprinderea așchiei este situată în masă. [8]

Pentru realizarea procesului de prelucrare prin așchiere sunt necesare realizarea unor condiții și anume:

existența unui semifabricat corespunzător din care prin așchiere să obținem o piesă finită conform cu cea cerută în desen;

existența unor mișcări relative între sculele așchietoare și piesele ce se prelucrează în funcție de parametri de așchiere;

existența unor scule așchietoare efectuate din materiale corespunzătoare și cu o anumită formă geometrică, capabile să așchieze metalele;

existența unor mașini-unelte corespunzătoare, capabile să realizeze geometria generării suprafețelor piesei și să dezvolte puterea necesară prelucrării lor.

Din definiția procesului tehnologic de prelucrare prin așchiere rezultă că, în general, pentru a executa o piesă sunt necesare mai multe operații. Numărul lor este cu atât mai mare cu cât forma piesei este mai complexă și precizia cerută mai mare.

În mod normal un proces tehnologic de fabricație al unei piese, cuprinde și operații de tratament termic, de protejare a suprafețelor etc. (intercalate corespunzător între prelucrările mecanice), efectuate în vederea asigurării unor anumite caracteristice fizico-mecanice a materialului piesei. [1]

Procesul tehnologic are o structură care se divide în: operații, așezări sau poziții, faze, treceri, mânuiri și mișcări.

Operația- este o activitate ordonată și limitată în timp, efectuată fără întrerupere de operator sau o formație de lucru la un singur loc de muncă asupra unuia sau mai multor materiale în scopul modificării formei, dimensiunilor, structurii sau asamblării reperelor.

În ingineria prelucrărilor mecanice, locul de muncă îl reprezintă mașina-unealtă. Atunci când piesa trece de pe o mașină-unealtă pe alta, ea schimbă operația.

Așezarea- este o parte a operației care se realizează la o singură fixare a piesei, caracterizată prin pozitia neschimbată a acesteia față de mașina-unealtă, în tot timpul prelucrării.

Poziția- este o parte a operației în cursul căreia fixarea piesei rămâne neschimbată, dar piesa poate ocupa diverse poziții față de mașină.

Faza- este o parte a operației care urmărește un singur scop tehnologic cu aceeași sculă din aceeași poziționare a piesei și cu același regim de lucru de așchiere.

Fazele pot fi simple, la așchierea unei suprafețe cu o singură sculă sau compuse la așchierea simultană a mai multor suprafețe cu mai multe scule sau a unei suprafețe cu mai multe scule.

Trecerea- este o parte a fazei, corespunzătoare unei singure deplasări a sculei, față de suprafața ce se prelucrează în direcția avansului.

Mânuirea- reprezintă totalitatea mișcărilor efectuate de operator pentru executarea unei faze tehnologice sau pentr pregătirea sa.

Faza ,,strunjire de degroșare’’ este compusă din mânuirile:

așezarea semifabricatului;

strângerea semiabricatului;

centrarea semifabricatului;

reglarea avansului;

reglarea turației;

fixarea sculei și reglarea la cotă a sculei;

Mișcarea- este partea cea mai mică posibilă în care se poate împărți mânuirea, susceptibilă a fi măsurată în timp. [3]

3. PRINCIPALELE PROCEDEE DE PRELUCRARE PRIN AȘCHIERE UTILIZATE

3.1. Procesul frezării

Frezarea este procedeul tehnologic de prelucrare al materialelor cu ajutorul unor scule numite freze. Partea activă a frezei este formată dintr-un număr de dinți, plasați pe suprafața cilindrică sau frontală a sculei. Fiecare dinte al frezei așchiază intermitent, atât timp cât este în contact cu semifabricatul, fapt ce reduce încălzirea tăișurilor, mărește durabilitatea sculei și asigură o productivitate mare.

Suprafețele prelucrate prin frezare pot fi: plane, cilindrice sau profilate.

Mașinile de frezat au luat locul în întregime mașinilor de rabotat în producția de serie mare și de masă și parțial în producția individuală. Aceasta se datorează productivității lor ridicate, mărimii preciziei dimensionale și a calității suprafeței (rugozitatea).

În funcție de destinația și construcția lor, mașinile de frezat se pot împărți în două mari grupe: mașini de frezat cu destinație generală și mașini de frezat cu destinație specială.

Mașini de frezat cu destinație generală pot fi: orizontale, verticale, universale, longitudinale și carusel.

Mașini de frezat cu destinație specială pot fi: mașini de frezat cu tambur, de frezat rotund, de frezat canale, de pană, cremaliere sau de frezat prin copiere. [1]

Fig. 3.1. Mașina de frezat [8, pag. 3]

Fig. 3.2. Frezarea [8, pag. 3]

La prelucrarea prin frezare procesul de așchiere se realizează prin compunerea a două mișcării:

mișcarea principală de așchiere, este o mișcare de rotație executată de sculă, cei z dinți realizând o așchiere discontinue;

mișcarea secundară, de avans, care poate fi rectilinie sau circulară. Aceasta este executată de sculă sau de semifabricate într-o singură direcție pentru mașinile-unelte clasice și de la una până la cinci direcții pentru mașinile unelte cu comandă-numerică. [1]

Fig. 3.3. Cinematica de așchiere la frezare [4, pag. 212]

La stabilirea reginului de așchiere la frezare, trebuie să se țină cont de următoarele aspecte:

prelucrabilitatea semifabricatului;

precizia și calitatea suprafeței prelucrate;

materialul și tipul frezei;

rigiditatea sistemului mașină- unealtă- scula- semifabricat.

Adaosul de așchiere- întotdeauna la frezare se va urmării ca întreg adaosuș de prelucrare să fie îndepărtat dintr-o singură trecere.

Avansul- în cazul frezării de degroșare se va alege din tabele avansul pe dinte [mm/dinte], acest avans caracterizând mărimea sarcinii pe un dinte al frezei, iar în cazul frezării de finisare, tot din tabele, se va alege avansul pe rotație al frezei [mm/rot], dată în funcție de rugozitatea impusă suprafeței sau se poate calcula avansul pe dinte cu următoarea relație:

[mm/dinte] (3.2)

Viteza de așchiere- se determină pe baza următoarei formule:

[m/min] (3.3)

unde: – viteza de așchiere [m/min];

– diametrul [mm];

– turația sculei [rot/min]; [1]

3.2. Burghierea

Burghierea este procedeul de prelucrare prin așchiere, de productivitate relativ mare care are ca scop obținerea unui alezaj în material plin, cu ajutorul unor scule așchietoare numite burghie. Acestea au o parte active formată din unul sau mai mulți dinți așchietori, de tip scula elementară. Îndepărtarea adaosului de prelucrare în cazul burghierii se realizează prin utilizarea unei singure treceri.

Prelucrarea poate fi realizată atât pe mașini-unelte de găurit, cât și pe alte mașinii unelte, cum ar fi: strunguri, freze, mașinii portabile, mașinii agregat etc.). [1]

Fig. 3.4. Burghierea [4, pag. 30]

Mașinile de găurit sunt destinate executării găurilor în semifabricate, cu ajutorul burghielor, precum și prelucrării găurilor existente, folosind scule pentru acest scop. [1]

Fig. 3.5. Mașina de găurit cu montant [4, pag. 31]

Tipurile de mașini de găurit verticale cel mai mult folosite în atelierele uzinelor constructoare de mașini sunt: mașinile de găurit cu coloană și cu montant.

În cazul procesului de burghiere, mișcările necesare generării suprafeței sunt:

mișcarea principală de așchiere- este o mișcare de rotație, executată de obicei de către sculă;

mișcarea de avans- este o mișcare continuă, realizată tot de către sculă, în lungul axei burghiului. [1]

Fig. 3.6. Mișcările necesare generării [4, pag. 184]

Partea I- Tehnologia de fabricație a piesei ,,Suport’’

1. MEMORIU TEHNIC

1.1. Analiza desenului de execuție

Fig. 1.1. Desenul de execuție

Analizând desenul de execuție al piesei se poate observa că piesa are suprafețe relativ simple, având următoarele cote de gabarit:

Lungime: 134 mm;

Lățime: 45 mm;

Grosime: 10 mm.

Desenul de execuție constituie practic cel mai important document pentru elaborarea procesului tehnologic de fabricație a unei piese fiind în unele cazuri unicul document de care dispune tehnologul.

Aflat în fața unui desen de execuție pentru care urmează să proiecteze tehnologia, inginerul tehnolog execută o verificare a acesteia care poate lua două aspecte:

În primul rând are loc o verificare a respectării cerințelor standardelor în vigoare referitoare la modul de întocmire a desenelor și de înscriere a datelor tehnice. Această etapă implică în mică măsură cunoștințele de tehnologie.

A doua componentă a verificării, esențială pentru execuția piesei, o constituie examinarea tehnologicității de fabricație a acesteia.

Inginerul tehnolog poate constata existența unor lipsuri sau a unor deficiențe ale desenului. În principiu în astfel de situații este necesar ca tehnologul să ia legătura cu proiectantul utilajului sau cu reprezentantul autorizat al acestuia.

În cazul de față fiind un desen de execuție piesa se reprezintă cu dimensiunile, starea suprafețelor și ceilalți parametrii pe care îi are înainte de asamblare.

Numărul de cote existente pe desenul de execuție este minim dar totodată și suficient pentru execuția și verificarea piesei și nu este prezentă repetarea aceleiași cote pe alte valori sau secțiuni ale aceleiași piese. S-a avut totodată în vedere să se evite plasarea cotelor în așa fel încât să se formeze un lanț de cote închis.

O condiție esențială este existența unor prescripții de precizie pentru toate cotele și toți parametrii din desen prin indicarea abaterilor limită.

Abaterile limită ale cotelor de importanță secundară sunt stabilite prin ISO 2768.

1.2. Analiza materialului piesei

Materialul din care se execută piesa este AlCu4MgSi(A) EN AW-2017, adică aliaj de aluminiu folosit în industria aeronautică,echipamente militare,nituri și componente cu structură rezistentă. Acest material este folosit în deosebi pentru piese de rezistență și tenacitate ridicată, bineînteles folosind și un tratament termic. Compoziția chimică, proprietățile elastice și fizice ale aliajului de aluminiu este dată în următorul tabel :

Fig. 1.2. Compoziția chimică a materialului [10]

Fig. 1.3. Proprietățile elastice și fizice ale materialului [10]

Fig. 1.4. Legendă parametri elastici și fizici [10]

1.3. Analiza tehnologicității piesei

Prin tehnologicitatea unei piese se apreciază măsura în care piesa este realizată în așa fel încât pe de o parte, să satisfacă în totalitate cerințele de natură tehnico- funcțională și socială, iar pe de altă parte, să necesite cheltuieli minime de muncă și materializată.

Noțiunea de tehnologicitate se poate referi atât la un ansamblu (mașină, utilaj, dispozitiv), cât și la o anume piesa component. O piesa tehnologică se va putea executa în condiții tehnico-economice normale, obișnuite fără complicații tehnice și cu cheltuieli de fabricație minime.

O piesa netehnologică este fie imposibil de executat tehnic, fie se poate executa, dar cu complicații tehnică deosebite și cheltuieli de fabricație foarte mari, adică nu merită a fi executat.

O piesa tehnologică asigură:

manopera minimă și ciclu de fabricație minim;

posibilitatea utilizării în prelucrări de SDV-uri standardizate uzuale;

aplicarea de procedee uzuale derulate în mod current;

costuri de producție minime.

Trecând la cazul concret al existenței desenului de execuție, al piesei în cauză s-au urmărit următoarele etape:

a.) Prelucrabilitatea prin așchiere

În această etapă se urmărește formarea unei imagini a prelucrabilității materialului din care se execută piesa, urmând să se țină cont în elaborarea tehnologiei de prelucrare mecanică prin așchiere de această importantă proprietate tehnologică.

Materialul piesei pentru care se va elabora tehnologia de fabricație este precizat pe desenul de execuție ca fiind AlCu4MgSi(A) EN AW-2017 care este un material cu așchiabilitate satisfăcătoare.

b.) Forma constructivă a piesei

Din desenul de execuție se poate observa că este vorba de o piesă de complexitate medie având două plane importante de lucru la care s-a efectuat operația de găurire, în vederea transmiterii poziționării și fixării de restul ansamblului din care face parte.

Desenul de execuție al piesei evidențiază faptul că forma constructivă asigură prelucrarea în condiții convenabile. S-a avut în vedere ca forma constructivă a piesei să asigure o prelucrare cu un volum minim de muncă, dar cu respectarea prescripțiilor privind precizia dimensiunilor și starea suprafețelor.

Diferitele suprafețe ale piesei, care urmează a fi executate prin așchiere sunt ușor accesibile și pot fi prelucrate cu scule standardizate sau normalizate.

În vederea realizării condițiilor de precizie și de calitate a suprafețelor cu un volum redus de muncă s-a urmărit realizarea unor forme constructive cât mai simple și ușor de prelucrat cum ar fi suprafețe plane sau suprafețe curbe asigurate de profilul sculei.

Piesa nu are nevoie de suprafete de orientare, deoarece aceasta este executată din bloc asigurându-se o strângere suficientă a semifabricatului în dispozitiv cu evitarea unor deformații dăunătoare din cauza acestei strângeri.

Suprafețele au fost astfel prevăzute încât să poată fi prelucrate și verificate cu scule și verificatoare standardizate.

c.) Prescrierea rațională a toleranțelor și a rugozităților suprafețelor prelucrate

Diversitatea condițiilor de funcționare a suprafețelor pieselor a generat o gamă largă de combinații ale toleranțelor și a rugozității suprafețelor, astfel la verificarea prescrierii raționale a toleranțelor și a rugozităților s-a ținut seama de următoarele:

1. Pentru suprafețele așa-zise libere ale pieselor, suprafețe care nu determină parametrii de funcționare a produsului nu trebuie să fie prescrise la valori mai mici decât cele corespunzătoare preciziei economice. În acest caz s-a limitat valoarea parametrului Ra =3.2 μm, dar pentru condiții de aspect sau de creștere a rezistenței la coroziune, se pot admite totuși valori mai scăzute ale acestui parametru.

2. Rugozitatea suprafețelor de orientare și fixare principale sunt influențate de natura contactului la care sunt supuse respectivele suprafețe. Astfel, pentru un contact fix se admite Ra=6,3…1,6μm, iar pentru contact mobil Ra=0,8…0,05μm.ceia ce nu este nevoie deoarece suprafetele sunt supuse la un contact fix.

Toate rugozitățile trecute pe desenul de execuție al acestei piese sunt prevăzute pentru finalul fiecărei operații specifice prelucrării suprafețelor respective.

2. MEMORIUL JUSTIFICATIV DE CALCUL

2.1. Alegerea semifabricatului pentru fabricarea piesei

Pentru piesa ,,Suport’’ reprezentată prin desenul de execuție anexat, am ales un semifabricat tablă laminată, având următoarele dimensiuni: 3000 x 1500 x 12 mm.

Figura 2.2.- Notarea semifabricatului

2.2. Calculul coeficientului de utilizare al materialului

Coeficientul de utilizarea a materialului se calculează utilizând următoarea relație:

(2.3.)

unde: – volumul piesei finite;

– volumul semifabricatului.

Calculul volumului piesei finite:

Utilizând aplicația de proiectare CATIA, rezultă un volum al piesei finite de

Fig. 2.3. Volum piesă în CATIA

Calculul volumului semifabricatului:

Având în vedere că s-a ales un semifabricat tablă mult mai mare decât piesa, aceasta se va debita, până la o dimensiune de 136x47x12.

Cunoscând volumul piesei finite și volumul semifabricatului din aliaj de aluminiu din care se prelucrează piesa, putem calcula coeficientul de utilizare al materialului, astfel:

[3, note de curs] (2.4.)

2.3. Întocmirea itinerarului tehnologic

Propun două variante tehnologice de fabricare a reperului, una pe mașină cu comandă numerică în 5 axe și una pe mașină cu comandă numerică în 3 axe.

Varianta 1: Prelucrarea piesei pe o mașină cu comandă numerică în 5 axe (o singură prindere Menghina NOVA 5 AXE).

1. Debitare din tablă la dimensiunile 136x47x12;

2. Frezare de degroșare grosieră față, (freză D50 cu plăcuțe amovibile R0.2)

3. Frezare contur fețe alveole (freză D25 cu plăcuțe amovibile R4, mișcare 5 axe)

4. Frezare degroșare alveole (freză D25 cu plăcuțe amovibile R4)

5. Degroșare colțuri alveole (freză monobloc D10)

6. Semifinisare alveole (freză D16 cu plăcuțe amovibile R4)

7. Finisare alveolă (freză sferică monobloc D8 R4)

8. Burghiere găuri ϕ2.5 (burghiu ϕ2.5)

9. C.T.C

Dispozitiv de fixare : Menghina NOVA 5 AXE

Fig. 2.4. Dispozitiv de fixare menghină NOVA

Varianta 2: Prelucrarea piesei pe o mașină cu comandă numerică în 3 axe (2 prinderi Menghina SOBA CU POZITIONARE 3 AXE)

Debitare din tablă la dimensiunile 136x47x12;

Frezare de degroșare grosieră contur,(freză D50 cu plăcuțe amovibileR0.2)

Frezare de finisare contur ‚(freză monobloc D16)

Poziționare manuală a menghinei, (verificare cu echer reglabil)

Frezare planară față alveola 1. (freză D50 cu plăcuțe amovibile R0.2)

Poziționare manuală a menghinei, (verificare cu echer reglabil)

Frezare degroșare alveolă 1 (freză D25 cu plăcuțe amovibile R4)

Finisare alveola 1 (freză sferică monobloc D8 R4)

Teșire 5×5 capăt alveola 1 (teșitor D12x450)

Burghiere găuri alveola 1. ϕ2.5 (burghiu ϕ2.5)

Poziționare manuală a menghinei, (verificare cu echer reglabil)

Frezare planare față alveolă 2. (freza D50 cu plăcuțe amovibile R0.2)

Frezare degroșare alveola 2.(freză D16 monobloc R4)

Frezare de finisare colțuri alveola 2 (freză sferică monobloc D8 R4)

Poziționare manuală a menghinei, (verificare cu echer reglabil)

Frezare degroșare alveola 2.(freză D25 cu plăcuțe amovibile R4)

Finisare alveola 2. (freză sferică monobloc D8 R4)

Teșire 5×5 capăt alveola 2.(teșitor D12x450)

Burghiere găuri alveola 2. ϕ2.5 (burghiu ϕ2.5)

Poziționare manuală a menghinei,(verificare cu echer reglabil) cu rotirea semifabricatului în jurul axei X cu 180o

Frezare de degrosare/finisare spate alveolă 2, (freză D50 cu plăcuțe amovibile R4)

Poziționare manuală a menghinei (verificare cu echer reglabil)

C.T.C.

Dispozitiv de fixare : Menghina SOBA CU POZITIONARE 3 AXE

Fig. 2.5. Dispozitiv de fixare menghină SOBA

Varianta aleasă în întocmirea itinerarului este varianta 1, deoarece această variantă tehnologică de fabricație presupune costuri mai reduse de fabricație, deoarece timpul de realizare este mai mic: prinderi mai puține ale piesei, adaosuri mai mici, avem nevoie de scule mai puține și uzura lor este mai mică.

Tab. 1- Itinerarul tehnologic

2.4. Stabilirea adaosurilor de prelucrare (pentru o suprafață)

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

Mărimea adaosurilor de prelucrare trebuie să fie astfel stabilită încât, în condițiile concrete de fabricație, să se obțină produse de înaltă calitate, dar în același timp sa obținem și un preț de cost minim. [5]

Dacă adaosurile de prelucrare sunt prea mici, nu se va obține în final precizia și rugozitatea prescrisă a suprafețelor și nu se vor putea îndepărta straturile superficiale cu defecte ale semifabricatului.

Așadar, va fi nevoie să se stabilească valori optime pentru adaosurile de prelucrare. Doar având stabilite aceste valori optime ale adaosurilor de prelucrare se poate face calculul cu fundamentare științifică al greutății semifabricatelor și al consumului specific de materiale, precum și al regimurilor de așchiere și normelor de timp pentru operațiile de prelucrare mecanică prin așchiere. [5]

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc următoarele metode:

metoda experimental-statistică- adaosurile de prelucrare se stabilesc pe baza unor standard sau tabele normative de adaosuri.

metoda de calcul analitic- adaosurile de prelucrare în cazul acesteia metode se bazează pe analiza factorilor care influențează mărimea adaosului, determinarea elementelor componente și însumarea lor. [5]

Adaosul total este stratul de material prevăzut a fi îndepărtat prin toate prelucrările mecanice aplicate pe suprafața respectivă. [3]

(2.5.)

unde: At- adaos total;

n- numărul fazelor de prelucrare pentru suprafața respectivă;

– adaosurile intermediare.

Fig. 2.6. Adaosuri de prelucrare în vederea finisării prin frezare [9, tab. 8.1., pag. 79]

Calculul adaosului de prelucrare se va face pentru suprafața de față a piesei, având lungimea de 134 de mm și lățimea de 45 de mm.

Conform tabelului 2.6. adaosul de prelucrare pentru suprafața precizată mai sus, după prelucrarea de finisare va fi următorul :

pentru cota adaosul va fi , Ac = 1 mm;

2.5. Calculul dimensiunilor intermediare și a dimensiunilor semifabricatului (pentru o suprafață)

Dimensiunile intermediare sunt dimensiunilepe care le ia piesa la diferite etape de prelucrare mecanică pentru ca în final, după ultima prelucrare să se obțină dimensiunile și precizia cerute prin desenul de execuție. [3]

Dimensiunile intermediare se determină pentru o anumită fază sau operație după ce s-a stabilit adaosul de prelucrare. Determinarea dimensiunilor intermediare se face pornind de la dimensiunile finale ale piesei date prin desenul de execuție, din aproape în aproape, determinând în final, dimensiunile semifabricatului. [3]

Figură 2.7.- Schema adaosurilor intermediare [5, pg. 49]

Din figura de mai sus reiese că relația de calcul a adaosurilor intermediare pentru suprafețele de revoluție exterioare este următoarea:

(2.6.)

[3,curs] (2.7.)

unde: – dimensiunea maximă/minimă care se obține în faza precedentă; – dimensiunea maximă/minimă care se obține în faza considerată;

– adaos de prelucrare, pentru suprafețele de revoluție;

– toleranța prelucrării anterioare.

În cazul suprafețelor de revoluție interioare se va aplica următoarea formulă:

(2.8.)

[2,curs] (2.9.)

Calculăm dimensiunea intermediară pentru cota de 134×45 mm, suprafața exterioară de spate a piesei:

Procedeul de prelucrare este frezare de finisare, unde rugozitatea este de 3,2µm.

Fig. 2.8. Treapta de toleranță

IT6 Dimensiune nominală, în mm, 134 Toleranța 25 µm=0.025 mm

=0,025 mm rezultat din prelucrarea precedentă.

2.6. Determinarea regimului de așchiere optim și alegerea sculelor (pentru o operație)

Parametrii regimului de așchiere sunt:

Adâncimea de așchiere, notată cu t [mm]

Avansul, notat cu s [mm/rot]

Viteza de așchiere, notată cu v [m/min]-la strunjire, frezare, burghiere sau [m/s]-la rectificări, superfinisări etc. [3]

Valorile optime t, s și v pot fi stabile în 3 moduri:

Calcul cu formule date de bibliografie-metodă precisă, dar anevoioasă, formule complexe.

Tabelar din recomandări, din bibliografie (Vlase, Picoș etc).

Din recomandările producătorilor de scule (de pe site). [3, curs mână]

Parametri regimului de așchiere sunt determinați din site-ul producătorilor de scule, respective prin aplicația Iscar’s machining power. Linia HELIALU este alcătuită dintr-o gamă largă de freze, special concepute pentru prelucrarea aluminiului, în principal piese pentru industria aviației.

2.6.1.Frezare degroșare grosieră față (freză D50 cu plăcuțe amovibile R0.2)

Scula aleasă

Desemnarea familiei:

HM90 FAL-15 : pentru prelucrarea aluminiului.

Fig. 2.9. Informații referitoare la scula aleasă [11]

Plăcuța aleasă

Fig.2.10. Aspecte privind plăcuța aleasă [11]

Figure 2.11. Viteze de așchiere [11]

Figure 2.12. Informații referitoare la frezarea de degroșare grosieră față [11]

Regimul de așchiere

Tab. 1 Regimul de așchiere [11]

2.6.2. Frezare contur fețe alveole (freză D25 cu plăcuțe amovibile R4, mișcare 5 axe)

Scula aleasă

Desemnarea familiei:

HM90 EAL-15 : – pentru prelucrarea aluminiului.

Fig. 2.13. Informații refereritoare la scula aleasă [11]

Plăcuța aleasă

Fig. 2.14. Aspecte privind plăcuța aleasă [11]

Fig. 2.15. Informații privind frezarea de contur a fețelor alveolelor [11]

Regimul de așchiere

Tab. 2 Regimul de așchiere [11]

2.6.3. Frezare degroșare alveole (freză D25 cu plăcuțe amovibile R4)

Scula aleasă

Desemnarea familiei:

HM90 EAL-15 : Long reach endmills used for machining aluminum, with HM90 AXCR 1505… inserts (HELIALU).

Fig. 2.16. Detalii referitoare la scula aleasă [11]

Plăcuța aleasă

Fig. 2.17. Aspecte privind plăcuța utilizată [11]

Fig. 2.18. Aspecte privind frezarea de degroșare a alveolelor [11]

Regimul de așchiere

Tab. 3 Regimul de așchiere [11]

2.6.4. Frezare degroșare colțuri alveole (freză monobloc D10)

Scula aleasă

Fig. 2.19. Informații privind scula aleasă și viteza de așchiere [11]

Fig. 2.20. Aspecte privind operația de frezare [11]

Regimul de așchiere

Tab. 4 Regimul de așchiere [11]

2.6.5. Frezare semifinisare alveole (freză D16 cu R4)

Scula aleasă

Fig. 2.21. Scula aleasă [11]

Fig. 2.22. Informații privind frezarea de semifinisare [11]

Regimul de așchiere

Tab. 5 Regimul de așchiere [11]

2.6.6. Frezare finisare alveole (freză sferică monobloc D8 R4)

Scula aleasă

Fig. 2.23. Scula aleasă și informații privind viteza de așchiere [11]

Fig. 2.24. Informații privind frezarea de finisare [11]

Regimul de așchiere

Tab. 6 Regimul de așchiere [11]

2.6.7. Burghiere găuri ϕ2.5 (burghiu ϕ2.5)

Alegerea sculei

Fig. 2.25. Alegerea sculei pentru burghiere [11]

Fig. 2.26. Informații privind burghierea [11]

Regimul de așchiere

Tab. 7 Regimul de așchiere [11]

2.7. Calculul normei de timp- și a normei de producție- (pentru o fază)

[min/buc]

[12, pag. 292] (2.10.)

În cazul acestei piese, numărul pieselor lansate în lot este de:

Calculul timpului de pregătire-încheiere:

OPERAȚIA DE DEBITARE:

Norma de timp a acestei operații se estimează a fi undeva la 3 minute.

OPERAȚIA DE FREZARE:

-pentru operația de frezare, se vor calcula timpii corespunzători fazei a patra din itinerar și anume frezarea de degroșare colțuri alveole, timpi calculați conform relațiilor și tabelelor pentru o mașină de frezare universală. Etapa de simulare a realizării piesei într-un program CAM neputând fi realizată.

[6, tab. 8.10, pag. 294]

Reglarea mașinii, a sculelor și dispozitivelor- 18 min

pregătirea curentă a lucrării- 10 min

Calculul timpului unitar:

(2.11.)

unde: – timp operativ;

– timp de deservire a locului de muncă;

– timp de întreruperi reglementate;

– timp de bază;

– timp ajutător;

– timp de deservire tehnică;

-timp de deservire organizatorică;

– timp de întreruperi conditionate de tehnnologie și de organizare a muncii (tinde la zero);

– timp de odihnă și necesități firești.

Timpul de bază se calculează cu următoarea relație:

(2.12.)

unde: – lungimea tehnologică;

– turația frezei; [rot/min]

-avansul pe dinte; [mm/dinte]

– numărul de dinți ai frezei;

– numărul de treceri;

– lungimea parcursă de scula în așchiere;

– lungimea de intrare a sculei;

– lungimea de ieșire a sculei din așchiere;

Masa piesei:

Timpi ajutători:

(2.13.)

unde: – timpi ajutători pentru prinderea și desprinderea manuală a pieselor în menghină;

– timpi ajutători pentru comanda mașinii;

– timpi ajutători pentru pentru măsurători în luarea așchiei de probă;

– timpi ajutători pentru curățarea dispozitivului de așchii;

– timpi ajutători pentru măsurători de control.

[6, tab. 8.34, pag. 314]

[6, tab. 8.43, pag.324]

[6, tab. 8.47, pag. 327]

[6, tab. 8.48, pag. 332]

[6, tab. 8.49, pag. 333]

Timpul de deservire tehnică:

[6, tab. 8.51, pag. 334]

Timpul de deservire organizatorică:

[6, tab. 8.51, 334]

Timpul de odihnă și necesități fiziologice:

[6, tab. 8.52, pag. 335]

Rezultă deci, timpul unitar corespunzător al acestei faze, care va fi egal cu:

OPERAȚIA DE BURGHIERE:

Norma de timp a acestei operații se estimează a fi undeva la 10 min.

CONCLUZII

Această lucrare abordează tematica propusă de către Compania Universal Alloy Corporation (UAC) Europe. Obiectivul principal constă în proiectarea tehnologiei de fabricație a unui reper.

Concluziile care reies după finalizarea lucrării sunt următoarele:

în cadrul acestei lucrări, a fost prezentată tehnologia de fabricație a reperului ,,suport’’;

este necesară prelucrarea pe un centru în 5 axe, deoarece reperul are o geometrie complexă;

datorită faptului că se va prelucra pe un CNC în 5 axe numărul de operații este mic, timpi de prelucrare scăzuți, iar precizia de prelucrare este foarte ridicată;

industria aerospațială este într-o continuă dezvoltare și se folosesc tehnologii de fabricație avansate.

CONTRIBUȚII PERSONALE

Această lucrare reprezintă rezultatul muncii mele în cadrul companiei UACE Dumbrăvița, dar și o combinare a cunoștințelor și abilităților dobândite din mai multe cursuri pe care le-am parcurs în timpul studiilor mele.

Contribuția mea în cadrul acestei lucrări este următoarea:

am realizat un studiu bibliografic privind tema dată;

am realizat o documentare în întreprindere de profil;

am analizat desenul de execuție al piesei și am conceput intinerarul tehnologic;

am ales sculele așchietoare și am stabilit parametrii regimului de așchiere.

BIBLIOGRAFIE

[1] Antonescu N. N., Gârleanu L. T., Mașini unelte și prelucrări prin așchiere, Ed. Didactică și Pedagocică, București, 1972

[2] Bănică M., Tehnologia materialelor, note de curs

[3] Butnar L., Tehnologii de fabricare a produselor 1, note de curs

[4] Cosma M., Mașini unelte și prelucrări prin așchiere, note de curs

[5] Picoș C., Calculul adaosurilor de prelucrare și a regimurilor de așchiere, Ed. Tehnică, București, 1974

[6] Picoș C., Normarea tehnică pentru prelucrări prin așchiere, vol. 1, Ed. Tehnică, București, 1979

[7] Strnad G., Tehnologia materialelor 1, Universitatea ,,Petru Maior’’ din Târgu-Mureș, Facultatea de Inginerie, curs pentru uzul studenților

[8] Tănase V., Prelucrări mecanice prin așchiere, Ed. Tanaviosoft, 2012

[9] Vlase A., Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp, vol. 2, Ed. Tehnică, București, 1985

[10] *** http://www.duraluminium.ro/EN-AW-2017-AlCu4MgSi%28A%29

[11] *** https://www.iscar.com/Products.aspx/CountryID/1/ProductId/10149

[12]***https://2mnews.ro/performanta-uac-europe-cel-mai-mare-profit-din-maramures-179-milioane-de-euro-al-10-lea-an-consecutiv-de-crestere-a-profitului/