Proiectarea Unui Dispozitiv de Control

CUPRINS

Partea a I – a PROIECTAREA TEHNOLOGIEI

1. Analiza functional – constructivă a piesei

1.1. Rolul functional al piesei

Suprafetele piesei pot fi simple sau comlexe. Conform figurii 1, suprafetele piesei sunt notate cu Sk , k = 1..15.

Astfel,

suprafetele simple sunt: S1 – S11, S12, S13

suprafetele complexe sunt: S11, S14, S15

Fig. 1

1.2. Caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei

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

caracteristicilor dimensionale;

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

caracteristicilor de pozitie reciproca.

Aceasta analiza se prezinta sintetic, în tabelul 1:

Tabelul 1

Ordonarea suprafetelor Sk s-a facut astfel: intai suprafetele cilindrice (exterioare / interioare), apoi cele plane, conice si, in final cele complexe.

Suprafetele piesei se încadreaza in una din categoriile: principale (functionale), tehnologice sau libere. Astfel:

1.3. Caracteristicile materialului piesei

Materialul piesei “CORP POMPA ULEI” este OLC 45 STAS 880-80.

Oțelurile carbon de calitate sunt oțeluri nealiate, obținute printr-o elaborare îngrijită și cu un grad de purificare chimică ridicat. La aceste oțeluri se garantează atât compoziția chimică cât și caracteristicile mecanice. Ele se folosesc în mod obișnuit tratate termic prin cementare sau îmbunătățire, în construcții mecanice supuse la solicitări mari.

1.3.1. Compoziția chimică

1.3.2. Caracteristici mecanice

1.3.3 Tratamente termice și termochimice

Oțelurile cabon de calitate pot fi nu numai îmbunătățite (călite și revenite la temperatura de îmbunătățire), dar și tratate superficial , prin încălzirea rapidă a zonei superficiale a oțelurilor de apă sau ulei. De aceea , aceste oțeluri se folosesc adesea pentru roți dințate , suprafețe de alunecare , bolțuri etc.

1.4. Tehnologicitatea constructiei piesei

Calculul masei produsului:

m = ρ × V

Pentru otel, ρ = 7,8 [g/cm3];

V = π R2 h;

V = 69060,83 [mm3]

V = 69.06 [cm3]

m = 0.5 [Kg]

Concordanța formei constructive cu posibilitățile de realizare

Din punct de vedere al concordanței formei constructive a piesei cu particularitățile diferitelor metode și procedee de fabricare se poate menționa:

– profilul exterior și interior se poate realiza ușor prin strunjire;

– rectificările profilului exterior si interior se pot executa ușor;

– găuririle sunt accesibile, deci nu ridică probleme de găurire;

– suprafața frezată prezintă o bună tehnologicitate;

În concluzie, având în vedere cele expuse mai sus, putem concluziona că piesa prezintă o bună tehnologicitate, neridicând probleme deosebite pentru execuție.

Gradul de unificare a elementelor constructive

λm – gradul mediu de unificare al elementelor constructive

λm = 0.33

Gruparea suprafețelor pe tipuri de suprafețe și procedee aplicabile acestora

2. Proiectarea semifabricatului

2.1. Stabilirea procedeelor de obtinere a semifabricatului

Materialul OLC45 este un oțel de îmbunătățire care poate fi supus deformării plastice.

Deformarea poate avea loc la cald sau la rece. Datorită faptului că la deformarea plastică la rece, materialul suferă procesul de ecruisare (îmbătrânirea materialului), se alege deformarea plastică la cald, în care materialul după deformare (la răcier) se recristalizează, astfel ca după răcier nu apar tensiuni interne dacă răcirea s-a efectuat corect.

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

matritarea pe prese;

laminare.

Matritarea pe prese

Exemple de prese folosite la forjarea în matriță: presele cu excentric și manivelă, presele hidraulice și pesele cu fricțiune. Datorită construcției lor, în comparație cu ciocanele se asigură precizie mai mare a pieselor matrițate la suprafața de separare a matrițelor, ceea ce permite reducerea adaosurilor de prelucrare și a toleranțelor la piesele matrițate.

Pentru ca un semifabricat să treacă de la forma inițială (laminat) la cea finala (matrițat), trebuie să se realizeze o serie de operații, care prin ordinea lor conduc la o succesiune tehnologică. În vederea realizării unui semifabricat prin matrițare sunt necesare următoarele operații:

debitarea semifabricatului prin așchiere sau deformare plastică;

încălzirea semifabricatului la temperatura optimă de deformare;

matrițarea propriu-zisă, dintr-o singura operație;

operații de finisare (debavurare, indreptare, calibrare si curatire).

Matrițarea este procedeul de prelucrare a materialelor prin deformare plastică, process ce are loc datorita curgerii materialului în cavitatea unei scule numită semimatriță alcatuită din doua parți numite semimatrițe (1- semimmatrița superioară și 2- semimatrița inferioară).

Întocmirea desenului semifabricatului matrițat se face plecând de la desenul de execuție al piesei finite, la care se consideră adaosurile de prelucrare și adaosurile tehnologice (încilnări pentru scoaterea ușoară a semifabricatului din cavitatea matriței, raze de racordare pentru a elimina muchiile ascuțite și pentru a ajuta la curgerea materialului în cavitățile matriței).

Fig. 2

Semifabricat laminat (fig. 3.) care are o formă simplă, un proces de obținere ușor, dar și un grad de apropiere de piesa finită redus, precum și o discontinuitate a fibrelor la piesa finală,

Fig. 3

2.2. Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare

Pentru semifabricatele stabilite anterior se prezintă tabelar mărimile adaosurilor totale de prelucrare (tab. 2.1, tab. 2.3), a înclinațiilor și a razelor de racordare (adaosuri tehnologice, tab 2.2)

Semifabricat matrițat pe prese

Tab. 2.1

Tab. 2.2

Semifabricat laminat

Tab. 2.3

2.3 Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului

Tabelul 2.4

1. Gradul de apropiere a semifabricatului de piesă se apreciază pe baza volumului relativ de material îndepărtat, determinat cu ajutorul relației următoare:

Vr.material =

Calculul masei produsului:

m = ρ × V

Pentru otel, ρ = 7,8 [g/cm3];

V = π R2 h;

Vpiesă = 69060.83 [mm3]

Vsemifabricat matrițat = 141044.45[mm3]

Vsemifabricat laminat = 234146.83 [cm3]

2. Precizia semifabricatului

Precizia semifabricatului se apreciază în raport cu suprafața de precizie cea mai mare a piesei (exceptând dantura). În acest scop se vor utiliza tabelele cu trepte de precizie și rugozitate medie economică specifice procedeelor de semifabricare.

Notele pentru acest criteriu se acordă conform tabelului următor.

3. Costurile semifabricatului

Acest criteriu se referă la costurile legate de procedeul de obținere a semifabricatului. Notele acordate acestui criteriu sunt conform tabelului următor.

Analizând datele din tabelul 2.4, semifabricatul matritat este cel mai economic.

2.4. Stabilirea tratamentelor primare

Tratamentul termic primar are ca scop îmbinătățirea prelucrabilității semifabricatului (prin așchiere) și de detensionare a acestuia.

Tratamentele termice primare (conform STAS 791-88) sunt (conform tabelului 10):

Tabelul 2.5

2.5 Realizarea desenului de execuție

Acesta este realizat în Plansa 2.

Tabelul 2.6

3. Proiectarea variantelor preliminare de proces tehnologic

3.1. Stabilirea metodelor și procedeelor de prelucrare a suprafețelor semifabricatului

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

3.2.1. Principii generale de proiectare

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

Se realizează prin:

– asocierea unui număr maxim de faze unei operații

– exploatarea la maxim a posibilităților mașinii-unelte

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

Se va urmări:

– asigurarea coincidenței dintre bazele tehnologice și bazele de cotare

– asigurarea unei accesibilități maxime spre suprafețele de prelucrat

– utilizarea unui dispozitiv port-piesă cât mai simplu

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

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

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

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

3.2.2. Restricții specifice grupului din care face parte piesa

Piesa face parte din categoria arborilor tubulari scurți.

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

a) legăturile dimensionale între suprafețe

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

Reguli:

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

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

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

b) asocierile geometrice și/sau tehnologice între suprafețe

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

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

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

c) succesiunea etapelor de prelucrare

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

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

d) utilizarea sculei așchietoare)

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

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

e) apariția deformațiilor după prelucrare

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

f) locul operației de tratament termic

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

Restricții de natură geometrică, tehnologică și economică

3.3. Stabilirea conținutului și succesiunii operațiilor procesului tehnologic (în două variante)

VARIANTA 1.

VARIANTA 2.

4. Proiectarea primei variante de proces tehnologic

4.1. Stabilirea adaosurilor de prelucrare și calculul dimensiunilor intermediare

4.2. Proiectarea operatiilor procesului tehnologic

Operatia 10: Strunjire I

A. Schita operatiei

B. Ciclurile operatiei:

Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

Strunjire de degrosare exterioar

B. Indexare turela

Centruire

Indexarea turelei;

Gaurire

D. Indexare turele

Largire

E. Indexare turela

Strunjire de degrosare interioara

F. Indexare turela

Strunjire degajare

G. Indexare turela

Strunjire de finisare exterioara

H. Indexare turela

Strunjire de finisare interioara

Desprins piesa din dispozitiv

C. Caracteristicile elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta: GT 400 Strung cu comanda numerica

Dispozitiv de orientare si fixare a piesei: universal cu trei bacuri;

Sculele de prelucrare sunt: cutite normale de prelucrare prin aschiere, formate din support si placute schimbabile din carburi metalice, specifice prelucrarilor ce se executa (degrosare/finisare suprafete exterioare si interioare);

T01- burghiu de centruire, forma A, STAS 1114/2-82, avand urmatoarele dimensiuni:

diametrul D = 3.15-0.030 mm;

lungimea totala L = 29.5 mm;

lungimea l = 1.3 mm.

T02 burghiu de diametrul Ø8 de tip R420.22-0127L20-41 cu avans longitudinal, cu 2 placute de tip LCMX 02 02 04C-53 1020.

T03 burghiu de diametrul Ø18 de tip R420.22-0127L20-41 cu avans longitudinal, cu 2 placute de tip LCMX 02 02 04C-53 1020.

Cutitul T04:

Placuta: CNMG 09 03 08-PM, avand dimensiunea caracteristica de 9.525 mm si grosimea placutei de 3.18 mm.

Suport: PCLNL 16 16 H 09, cu dimensiunea caracteristica a placutei de 9.525 mm.

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T05:

Placuta: CNMG 09 03 08-PM, avand dimensiunea caracteristica de 9.525 mm si grosimea placutei de 3.18 mm.

Suport: PCLNL 16 16 H 09, cu dimensiunea caracteristica a placutei de 9.525 mm.

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T06:

Placuta: VBMT 110204-UF, cu dimensiunea caracteristica de 6.35 mm, grosimea placutei de 2.38 mm si raza la varf de 0.4 mm.

Suport: SVJBL 1616 H11, cu dimensiunea caracteristica a placutei de 6.35 mm.

Nuanta de carbura; GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX U-fixare cu surub.

Cutitul T07:

Placuta: VBMT 110204-UF.

Suport: SVQBL 1616 H11 B1, B1 semnifica grosimea placutei 02-2.38 mm.

Nuanta de carbura: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX U-fixare cu surub

Cutitul T08:

Placuta: N123E2-0200-0002-GM, avand latimea de 2 mm,unghiul de atac de 0°, raza la varf de 0.4 mm si lungimea placutei de 19.2 mm.

Suport: RF123E15.

Sistemul de prindere: CoroCut 1 sau 2 arêtes ().

Nuanta de carbura: GC 1225.

Verificatoare: subler cu valoarea diviziunii de 0,02 iar pentru diametre cu calibre potcoava.

D. Metoda de reglare a sistemului tehnologic: se face cu piesa de proba.

E. Valorile parametrilor regimului de aschiere:

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

Constă în definirea exactă a activităților pe care operatorul și sistemul tehnologic le au de realizat în vederea executării operației (stabilirea elementelor procesului de muncă). Aceste elemente se notează într-un tabel de forma celui următor, în care se regăsesc parțial și unele dintre elementele anterior stabilite (caracteristicile elementelor sistemului tehnologic, regimul de așchiere etc.).

Operatia 20 : Strunjire II (degrosare)

Schita operatiei

Ciclurile operatie:

Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

1. Strunjire de degrosare exterioara

Indexarea turelei;

Strunjire de degrosare interioara;

Desprins piesa din dispozitiv.

C. Caracteristicile elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta: GT 400 Strung cu comanda numerica(idem operatiei 10)

Dispozitiv de orientare si fixare a piesei: universal cu trei bacuri;

Sculele de prelucrare sunt: cutite normale de prelucrare prin aschiere, formate din support si placute schimbabile din carburi metalice, specifice prelucrarilor ce se executa (degrosare/finisare suprafete exterioare si interioare);

Cutitul T01:

Placuta: CNMG 09 03 08-PM, avand dimensiunea caracteristica de 9.525 mm si grosimea placutei de 3.18 mm.

Suport: PCLNL 16 16 H 09, cu dimensiunea caracteristica a placutei de 9.525 mm.

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Cutitul T02:

Placuta: CNMG 09 03 08-PM, avand dimensiunea caracteristica de 9.525 mm si grosimea placutei de 3.18 mm.

Suport: PCLNL 16 16 H 09, cu dimensiunea caracteristica a placutei de 9.525 mm.

Nuanta de carbura a placutei: GC 4025.

Sistemul de prindere: T-MAX P levier.

Verificatoare: subler cu valoarea diviziunii de 0,02 iar pentru diametre cu calibre potcoava.

D. Metoda de reglare a sistemului tehnologic: se face cu piesa de proba.

E. Valorile parametrilor regimului de aschiere:

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp:

Timpul de baza :

Tb = (tb + ti) · 1.1 = 56.1 cmin

tb –timpi de baza pentru fiecare faza a operatiei;

ti – timpul de indexare.

Timpul auxiliar-manual:

Ta = 97 cmin

Timpul de pregatire-incheiere:

Tpi = 17 min/lot

Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

Tu = Tb + Ta = 56.1 + 97 = 153.1 cmin/buc = 1.53 min/buc

Norma de timp pe operatie:

TN = Tu + Tpi/N = 1.53 + 17/100 = 1.7 min/buc

Durata necesara executarii lotului piese, DN:

DN = Tpi + N · Tu = 17 + 100·1.53 = 170 min/lot

Operatia 30 : Gaurire

Schita operatiei

Ciclurile operatie:

Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

1. Gaurire

Indexarea turelei;

Adancire;

Desprins piesa din dispozitiv.

C. Stabilirea principalelor caracteristici ale elementelor sistemului tehnologic

Masina unealta: masina de gaurit GPR 45

diametrul maxim de găurire în oțel cu τr = 50…60 daN/ mm2……………45

cursa verticală a păpușii ………………………………..mm……………500

cursa longitudinală a saniei …………………………….mm……………420

cursa transversală a mesei………………………………mm……………710

suprafața utilă a mesei…………………………………..mm………..500×800

nr. de locașuri de scule în capul revolver…………………………………..6

nr. treptei de turații ………………………………………………………12

domeniul turațiilor ……………………………………..rot/min……56…2500

domeniul avansurilor (variabil continuu)……………..mm/min……4…4000

puterea motorului principal ……………………………..kw………………4

masa mașinii …………………………………………….kg…………….5000

Dimensiunile de gabarit:

lungimea ……………………………………….mm………………..2085

lățimea ………………………………………….mm……………….1990

înălțimea…………………………………………mm………………2770

Dispozitivul de orientare si fixare a piesei: dispozitiv de găurit

Scula utilizata:

– burghiu scurt cu coada cilindrica de tip N STAS 573- 80, simbol A1 avand următoarele caracteristici:

-unghiul de asezare : = 140 [tabel 3.3]

-unghiul de inclinare a taisului transversal : = 500

-unghiul la varf : – 2 =1200

– lungimea fatetei ajustate: fn= 0,2

– unghiul de asezare la portiunea fatetei : = 60

– diametru = 6.5

Dimensiuni :L=133 mm ;l=87mm[tabel 3.17]

– adancitor Ø11cu coada conica si STAS 1367/2-78 avand următoarele caracteristici:

Verificator: calibru tampon pentru verificarea diametrelor găurilor și șubler cu vdiv = 0,1 mm pentru verificarea distanței de la gaură la suprafața frontală.

D. Stabilirea metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic

Metoda de reglare a sistemului la dimensiune trebuie sa specifice modul de pozitionare relativa a alementelor sistemului tehnologic pentru realizarea prelucrarilor.

Metoda de reglare la dimensiune este cea cu semifabricate (piese) de proba. Semifabricatele (piesele) de proba care se utilizeaza la reglare sunt piese din fabricatia curenta, care au parcurs stadiile de transformare anterioare operatiei la care are loc reglare.

E. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Valorile parametrilor regimului de așchiere:

Pentru găurire

Pentru adâncire

F. Stabilirea componentelor ciclului de muncă și determinarea normei de timp

Operatia 40 – Frezare

Schita operatiei

B.Fazele operatiei:

Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

Frezare;

Desprins piesa din dispozitiv.

C. Caracteristicile elementelor sistemului tehnologic

Masina-unealta: masina de frezat FU 32.

Caracteristicile tehnice principale ale masinii de frezat:

tipul masinii FU 32 350X1850;

caracteristici principale:- s = 350×1850;

– L = 1180 mm;

– P = 8 kw.

turatia axului principal in rot/min: 36; 50; 66; 90; 120; 160; 210; 280; 376; 500; 675; 900;

avansul longitudinal al mesei in mm/min: 16; 24; 36; 56; 68; 85; 102; 124; 150; 278; 355; 520;

avansul transversal al mesei in mm/min: 112 din avansul longitudinal;

avansul vertical al mesei in mm/min: 113 din avansul longitudinal;

Dispozitivul de orientare si fixare a piesei: dorn scurt;

Sculele de prelucrare: Freza ciclindro-frontala de tip N STAS 2215/2-80 din otel rapid Rp3.

Dimensiunile caracteristice ale frezei disc cu 3 taisuri:

diametrul exterior D = 160 mm;

diametrul interior d = 40 mm;

latimea l = 32 mm;

numarul de dinti z = 28;

Verificator: subler cu valoarea diviziunii de 0.01.

D. Metoda de reglare a sistemului tehnologic: cu piese de prob

E. Valorile parametrilor regimului de aschiere:Se pot folosi si freze cu placute,valorile regimului de aschiere pentru acestea sunt prezentate in tabelul urmator:

F .Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp:

Timpul de baza :

Tb = (tb + ti) · 1.1 = 440 cmin

tb –timpi de baza pentru fiecare faza a operatiei;

ti – timpul de indexare.

Timpul auxiliar-manual:

Ta = 139 cmin

Timpul de pregatire-incheiere:

Tpi = 25 min/lot

Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

Tu = Tb + Ta = 579 cmin/buc = 5.79 min/buc

Norma de timp pe operatie:

TN = Tu + Tpi/N = 6.04 min/buc

Durata necesara executarii lotului piese, DN:

DN = Tpi + N · Tu = 604 min/lot

Operatia 60 – Rectificare interioara

Schita operatiei

Ciclurile operatiei

Orientarea si fixarea piesei in dispozitiv;

Rectificare interioara;

Desprindere piesa din dispozitiv.

C. Caracteristicile elementelor sistemului tehnologic:

Masina unealta: [10]

Masina de rectificat interior si exterior tip WMW 450 cu urmatoarele caracteristici:

distanta intre varfuri, mm …………………………………………………………… 450

inaltimea intre varfuri,mm ……………………………………………………………. 85

inclinatia mesei, …………………………………………………………………….. 0 … 90

diametrul pietrei exterior, mm …………………………………………………….. 300

latimea pietrei, mm ……………………………………………………………………… 40

puterea motorului, kW ………………….. – piatra interior ……………… 1,5; 0,8

– piatra exterior ……………. 3,2; 2,2

– numarul de rotatii pe minut, …………….. – piatra interior ………………… 11000

– piatra exterior ………… 2040; 2555

– viteza de inaintare a mesei, m/min ……………………………………………….. 0…7

Dispozitiv de orientare si fixare a piesei: universal cu trei bacuri.

Sculele de prelucrare: Corpul abraziv cilindric pentru prelucrarea suprafetei cilindrice interioare: 1 – 54X15X10 STAS 601/1 – 84 – 11A 36 L 7 V

Semnificatia codului corpului abraziv

Verificatoare: micrometru de interior si extertior cu valoarea diviziunii vernierului de 0.002 si rugozimetru.

D. .Metoda de reglare a sistemului tehnologic: cu piese de proba.

E. Valorile parametrilor regimului de aschiere

F. Stabilirea componentelor ciclului de munca si determinarea normei de timp

Timpul de baza :

Tb =( tb + ti) · 1.1 = 198.2 cmin

Ttb – timpul de baza la rectificarea cilindrica interioara;

Timpul auxiliar-manual:

Ta = 65 cmin (include timpul de apucare a semifabricatului,de pornire/oprire a masinii,de orientare/desprindere a semifabricatului, depozitare a semifabricatului, de curatare);

Timpul de pregatire-incheiere:

Tpi = 11 min/lot

Timpul mascat:

Tma = 130 cmin(timpul de control al piesei);

Timpul unitar (care se consuma identic pentru realizarea unei piese):

Tu = Tb + Ta + Tma = 393.2 cmin/buc = 3.93 min/buc

Norma de timp pe operatie:

TN = Tu + Tpi/N = 4.04 min/buc

Durata necesara executarii lotului piese, DN:

DN = Tpi + N · Tu = 404 min/lot

Partea a II – a PROIECTAREA DISPOZITIVELOR TEHNOLOGICE

A. DISPOZITIV DE GĂURIT

Acest dispozitiv este utilizat la operația 3, în vederea prelucrării a două găuri de Ø6,5.

1. Operația pentru care se proiectează dispozitivul

1.1. Schița operației

1.2. Datele inițiale necesare proiectării dispozitivului

Fazele operației sunt:

prinderea semifabricatului în dispozitiv;

prelucrarea primei găuri;

indexare;

prelucrarea celorlalte găuri, alternată de indexare;

desprinderea piesei din dispozitiv.

Operația se execută pe o mașină de găurit cu cap revolver, GPR 45, care are caracteristicile următoare:

– diametrul maxim convențional Ø45 mm

– lungimea cursei burghiului 315 mm

– adâncimea maximă de găurire 22 mm

– puterea motorului 3 kw

Turația axului principal [rot/min]

40;56;80;112;160;224;315;450;630;900;1250;1800

Avansuri [mm/rot]

0.10;0.13;0.19;0.27;0.32;0.53;0.75;1.06;1.5

Regimul de așchiere:

Forța axială de așchiere

Relațiile de calcul pentru forța axială la găurire este [ 6 ]:

[daN]

xF =1,07 yF =0,72 CF =630

kaF = 0,75; ksaF = 0,97; kχF = 0,75; kηF =1,25;

Fas = 999,32 N = 100 daN

Momentul de torsiune:

2. Stabilirea variantelor optime de orientare a piesei în dispozitiv

2.1. Stabilirea cotelor de realizat pe piesă și a bazelor de cotare

Cotele care determină poziția alezajului de prelucrat (6,5), bazele corespunzătoare, suprafețele care le determină și abaterile maxime admise la cotele respective sunt trecute în tabelul următor:

2.2. Stabilirea variantelor de orientare

Pentru operația de găurire, alegând bazele de orientare identice cu cele de cotare și utilizând elemente de orientare diferite rezultă două variante de orientare: I(1;2) și II(1;3). Ordinea de utilizare a bazelor a fost stabilită având în vedere dimensiunile bazelor și precizia acestora.

Dacă alegem baza de orientare diferită de baza de cotare pentru abaterea de la concentricitate mai rezultă două variante de orientare: III(1;4) și IV(1;5).

2.3. Stabilirea variantelor care satisfac cerințele tehnice pe baza calcului erorilor de orientare

Eroarea maximă admisă la orientarea unui semifabricat în dispozitiv este dată de relația:

ad(d) = Tp(d) – (Td(d) +(d) ) [mm]

în care: ad(d) este eroarea de orientare maximă admisă la cota d, în mm;

Tp(d) – toleranța piesei la cota d, de realizat la prelucrare, în mm;

Td(d) – toleranța la cota funcțională a dispozitivului, corespunzătoare cotei d a piesei, în mm;

(d) – precizia medie economică pentru diverse procedee de prelucrare la cota d, corespunzătoare procedeului utilizat.

Toleranțele la cotele funcționale ale dispozitivelor folosite la prelucrarea pe mașini-unelte se stabilesc procentual din toleranțele care trebuiesc realizate la cotele corespunzătoare ale pieselor, folosind relația:

Td(d) = Tp(d) [mm]

În acest erorile maxime admise la cote sunt trecute în tabelul următor, corespunzător toleranțelor economice de prelucrare și a celor la cotele funcționale.

Erorile de orientare care apar la cotele de realizat pe piesă la prelucrare sunt provocate de necoincidența bazelor de orientare cu cele de cotare sau/și de jocurile pe care le are semifabricatul pe unele elemente de reazem.

Varianta I

(┴) = 0 deoarece baza de orientare este identică cu baza de cotare.

(concentricitate) 0 (j 0)

Semifabricatul se introduce pe bolțul cilindric cu joc. Acesta se calculează cu relația:

j1 = Dmax,p – dmin,b [mm]

în care: Dmax,p este diametrul maxim al alezajului semifabricatului, în mm;

dmin,b – diametrul minim al bolțului, în mm.

Diametrul alezajului semifabricatului se găsește pe desenul de execuție. Diametrul bolțului este: db = Dmin,p [g7]

db =

j1 = 20,021- 19,972 = 0,049 mm

Varianta II

(┴) = 0 deoarece baza de orientare este identică cu baza de cotare.

(concentricitate)= 0 mm;dornul autocentrant nu introduce erori

Varianta III

(┴) = 0 deoarece baza de orientare este identică cu baza de cotare.

Semifabricatul se introduce pe bucșă cu joc. Acesta se calculează cu relația:

j3 = Dmaxb – dmin,p =70,054 – 69,8=0,254 mm

Db = dmax,p[G7] =

Tconc reprezintă toleranța la concentricitate dintre baza de cotare (90) și baza de orientare((140).

(concentricitate)= j3 + Tconc= 0,254 + 0,6 = 0,854 mm;

Varianta IV

(┴) = 0 deoarece baza de orientare este identică cu baza de cotare.

(concentricitate)= j3 = 0,254 mm.

2.4. Stabilirea variantei optime de orientare

Varianta de orientare III conduce la piese rebut deoarece eroarea de orientare la concentricitate este mai mare decât eroarea admisibilă și nu poate fi luată în considerare. Cel mai simplu dispozitiv rezultă folosind dornul cilindric 2 și reazemul pentru suprafața plană 1. În concluzie varianta I este varianta optimă de orientare.

3. Stabilirea fixării piesei pentru varianta optimă. Calculul forțelor de strângere

Forța necesară este:

4. Proiectarea ansamblului dispozitivului

4.1. Proiectarea reazemelor

În cazul acestui dispozitiv sunt preluate 5 grade de libertate, după cum urmează:

pe suprafața exterioară a elementului de orientare (fig.1), 2 grade de libertate;

cepii de orientare (fig.2), 3 grade de libertate;

Fig. 1

Fig. 2

4.2. Proiectarea sistemului de fixare a piesei

Strângerea se realizează cu șaiba crestată prezentată în figura 3, care presează pe suprafața frontală a piesei de prelucrat prin acțiunea dezvoltată de către o piuliță.

Fig. 3

Forța de fixare este realizată cu ajutorul unei piulițe. Forța realizată se calculează cu relația:

în care: – d – diametrul șurubului, d=10 mm;

– D – diametrul șaibei crestate, D=38 mm;

– D1 – diametrul inelului, D1 = 20 mm ;

– μ – coeficient de frecare, μ=0,1.

Snec = 345 daN < Sreal = 459,53 daN

4.3. Proiectarea celorlalte elemente din structura dispozitivului

4.3.1. Proiectarea elementelor de ghidare a sculei

Ca element de ghidare a sculei utilizez o bucșă detașabilă STAS 1228/2 – 85 de tip A (figura 4). Montarea acestei bucșe în placa port-bucșă se face cu un șurub metric M8, STAS 1228/3 – 85 (figura 5).

Fig. 4

Fig. 5

Distanța de la suprafața frontală a bucșei la cea a piesei este:

h = 2 · d = 2 · 6,5 = 13 mm

4.3.2. Proiectarea elementelor de legătură cu mașina – unealtă

Dispozitivul se instalează pe masa mașinii unelte direct.

Acest gen de dispozitive trebuie să aibă o poziție precisă pe masa mașinii, drept urmare placa de bază a fost prevăzută cu praguri în care s-au executat urechi pentru șuruburile de strângere (figura 6).

Fig. 6

Poziționarea dispozitivului pe masa mașinii unelte se face astfel: se introduce un dorn în arborele principal al mașinii unelte și apoi, capătul opus se introduce în bucșa de ghidare a sculei din dispozitiv; după poziționarea dispozitivului se introduc șuruburile pentru canalele T și se fixează dispozitivul pe masa mașinii unelte.

Dimensiunile elementelor de strângere, centrare și orientare se aleg funcție de dimensiunile canalelor T ale mesei mașinii, specifice tipului mașinii alese pentru prelucrare, conform celor arătate anterior.

Strângerea dispozitivului pe masa mașinii se face cu ajutorul șuruburilor pentru canale T , STAS 1386-70 și a piulițelor înalte, STAS 2097-51 (figura 7).

Fig. 7

4.3.3. Proiectarea corpului dispozitivului

Corpurile dispozitivelor reprezintă principalele elemente ale dispozitivelor care suportă acțiunea tuturor forțelor și momentelor rezultate în timpul strângerii și prelucrării semifabricatelor.

Cu ajutorul corpurilor sunt reunite toate elementele și mecanismele de bazare și de fixare a semifabricatelor, de ghidare și de reglare a sculelor și cele de orientare și de fixare a dispozitivelor pe mașina-unealtă.

Forma, dimensiunile și complexitatea corpurilor depind, printre altele, de configurația, de dimensiunile și de greutatea semifabricatelor.

Pentru a stabili configurația corpului dispozitivului, a dimensiunilor și formei lui, este necesar a știi care este componența și modul de așezare a celorlalte elemente., precum și condițiile de rigiditate pe care trebuie el să le îndeplinească în timpul exploatării, dar și modul de lucru al dispozitivului și specificul acestuia.

În cazul dispozitivelor pneumatice, forma și dimensiunile corpurilor depind și de dimensiunile motoarelor incluse în corpul dispozitivelor sau de metodele folosite la asamblarea motoarelor cu dispozitivele.

Principalele condiții cerute corpurilor sunt:

să fie ușoare, dar suficient de rezistente și de rigide, încât sub acțiunea forțelor și momentelor de strângere și a celor rezultate în procesul prelucrării să nu se deformeze și să nu vibreze. În acest scop, pereții vor fi prevăzuți cu nervuri de rigidizare și cu ferestre pentru reducerea greutății;

să fie așa fel concepute, încât între pereții corpului și suprafețele semifabricatului să fie spații suficiente, care să permită introducerea și scoaterea comodă a semifabricatelor;

să permită evacuarea ușoară a așchiilor și a lichidului de răcire. Se vor evita pragurile și adânciturile care constituie locuri de aglomerare a așchiilor și a lichidului de răcire;

corpurile vor fi prevăzute cu elemente necesare așezării și fixării dispozitivelor pe mașina-unealtă: tălpi sau picioare de sprijin; pene de orientare; schiuri sau urechi de fixare; conuri sau flanșe de centrare și fixare;

S-a ales un dispozitiv din module asamblate cu șuruburi și știfturi; datorită formei simple acesta se poate realiza din elemente sudate.

Asamblarea elementelor componente ale dispozitivului pe placa de bază sau între ele se face cu șuruburi de diferite mărimi, iar orientarea se realizează cu știfturi. Alegerea locașurilor de amplasare a șuruburilor și știfturilor influențează asupra dimensiunilor de gabarit ale pieselor componente precum și asupra siguranței îmbinării, drept urmare se vor respecta indicațiile date în literatura de specialitate. [2]

4.4. Cotarea ansamblului dispozitivului

4.5. Alegerea materialelor pentru elementele dispozitivului

Materialele elementelor componente ale dispozitivului se aleg în funcție de rolul pe care acestea îl joacă în cadrul acestuia.

Astfel avem:

4.6. Analiza ergonomicității dispozitivului proiectat

Un dispozitiv este ergonomic dacă este adaptat la posibilitățile pe care le are muncitorul care îl folosește. Într-un ciclu de lucru muncitorul execută mai multe activități cu dispozitivul: așezarea piesei în dispozitiv pe elementele de orientare, menținerea piesei în contact cu elementele de orientare până la aplicarea forțelor de fixare, fixarea piesei, desfacerea piesei, îndepărtarea piesei din dispozitiv, curățirea de particule materiale a unor elemente ale dispozitivului. Pentru ca aceste activități să se desfășoare într-un timp cât mai scurt, cu efort fizic și psihic minim, este necesar ca dispozitivul să fie adaptat la dimensiunile antropometrice ale muncitorului, la capacitățile fiziologice ale acestuia privind forțele maxime pe care le poate dezvolta, la capacitatea de muncă a muncitorului, legată de energia pe care o poate consuma pe parcursul unei perioade de timp.

Adaptarea dispozitivului la posibilitățile muncitorului trebuie realizată în timpul proiectării acestuia, iar după realizarea ansamblului este necesară o analiză a acestuia din punct de vedere ergonomic. Analiza ergonomiei ansamblului realizat, este mai ușoară și impune revizuirea unor soluții adoptate.

Adaptarea dispozitivului la posibilitățile fiziologice și capacitatea de muncă a muncitorului are în vedere faptul că un muncitor poate realiza forțe limitate și de asemenea poate consuma în 8 ore o energie limitată. Mâinile să fie eliberate de sarcini de ținere de greutăți sau de aplicare de forțe, cum este cazul apăsării piesei pe elementele de orientare până la aplicarea forței de strângere.

4.7. Măsuri de protecție la utilizarea dispozitivului

Pentru ca un dispozitiv să nu provoace accidente trebuie avute în vedere acțiunile pe care muncitorul le execută cu dispozitivul:

depozitarea;

transportul;

instalarea pe mașina-unealtă;

lucrul cu dispozitivul pe un ciclu de prelucrare a unei piese;

scoaterea de pe mașina-unealtă.

La depozitarea în spații adecvate, dispozitivul poate provoca accidente de muncă dacă nu prezintă stabilitate. De aceea, dispozitivele care nu au stabilitate, cele care se pot răsturna sau rostogoli, trebuie depozitate în suporți speciali.

La transportarea dispozitivului, din locul de depozitare la mașina-unealtă, pentru evitarea accidentelor, dispozitivele ușoare care sunt transportate de muncitor trebuie prevăzute cu mânere de prindere plasate în locuri convenabile sau când montarea lor nu este posibilă, corpul să nu prezinte muchii ascuțite. Dispozitivele grele trebuie prevăzute cu ochiuri pentru legătura la mijloacele de ridicat și transport.

La instalarea pe mașina-unealtă dispozitivul poate provoca accidente la orientarea pe capul axului principal sau pe masa mașinii-unelte și fixarea pe aceste elemente, precum și în fazele de efectuare a reglării pe mașina-unealtă. La așezarea pe masa mașinii-unelte există riscul prinderii mâinilor dacă dispozitivul se apucă din zonele de ghidare.

La fixarea dispozitivului pot apărea accidente din folosirea unor chei, piulițe, șuruburi neadecvate, cu acces insuficient pentru mâini, provocate de dispozitiv sau mașina-unealtă.

Pentru a evita accidentarea muncitorului în timpul lucrului cu dispozitivul trebuie analizat în detaliu întregul flux de mișcări pe care acesta le execută pe un ciclu de lucru, precum și fenomenele ce au loc la prelucrarea propriu-zisă în timpul în care scula așchiază.

B. DISPOZITIV DE CONTROL

1. Parametrii controlați. Definire.

1.1. Schița operației de control.

1.2. Definirea parametrilor de controlat.

Abaterea de la concentricitate este egală cu distanța dintre centrul cercului adiacent al suprafeței considerate și baza de referință.

Baza de referință poate fi:

centrul unui cerc adiacent dat;

axa unei suprafețe adiacente date ;

axa comună a două sau mai multe suprafețe de rotație.

Toleranța la concentricitate este egală cu dublul valorii maxime admise a abaterii de la coaxialitate. Zona de toleranță la concentricitate este cuprinsă într-un cerc având diametrul egal cu T, situat concentric cu baza de referință.

1.3. Precizia de măsurare.

Precizia de măsurare este dată de toleranța abaterii controlate, adică precizia va fi 0,01 µm.

2. Stabilirea metodei de control.

Metoda de măsurare cuprinde totalitatea operațiilor executate pentru măsurarea valorilor unei anumite mărimi cu ajutorul unui anumit mijloc de măsurare, în anumite condiții impuse procesului de măsurare. Operațiile de măsurare sunt: reglarea aparatului, așezarea corespunzătoare a piesei și modul de înregistrare a rezultatelor.

Metodele de măsurare pot fi clasificate după următoarele criterii:

După precizia determinărilor:

– metode de laborator;

– metode tehnice.

După modul de obținere a valorii numerice a mărimii de măsurat:

– metode de măsurare directă, prin care valoarea unei mărimi se obține direct, fără calcule suplimentare;

– metode de măsurare indirectă;

– metode de măsurare combinate.

După originea sistemului de coordonate:

– metode de măsurare absolută, în cadrul cărora măsurarea se efectuează cu mijloace de măsurare ce indică valoarea mărimii măsurate în raport cu originea, adică în raport cu cota zero;

– metode de măsurare incrementală (relativă), prin care măsurarea se efectuează cu mijloace ce indică o mărime care nu depinde de origine.

După modul indicației mărimii măsurate:

– metoda analogică sau metoda de funcționare continuă, la care, în domeniul de măsurare, fiecărei valori a mărimii de măsurat, ca mărime de intrare, îi este subordonată în mod continuu o valoare a domeniului de ieșire;

– metoda digitală sau metoda măsurării cu funcționare discontinuă, la care domeniul de valori ale mărimii de măsurat este redat astfel încât, valoarea mărimii de măsurat poate fi afișată sub formă de cifre sau codificată.

După poziția aparatului față de mărimea de măsurat:

– metode prin contact, în care aparatul are contact mecanic cu mărimea de măsurat;

– metode fără contact, în care măsurarea se efectuează fără atingerea mecanică a măsurandului.

După elementele măsurate la măsurand:

metoda diferențială sau pe elemente;

metoda complexă.

În funcție de această clasificare a metodelor de măsurare, pentru cazul meu stabilesc următoarele: după criteriul A aleg metoda tehnică; după criteriul B aleg metoda de măsurare directă; după criteriul C aleg metoda de măsurare incrementală; după criteriul E aleg metoda prin contact. Deci avem o metodă de măsurare tehnică incrementală prin contact cu obținerea valorii numerice în mod direct la aparatul de măsură.

3. Orientarea piesei

3.1. Materializarea bazelor

Baza de referință este axa suprafeței de revoluție interioară Ø20. Materializarea acesteia în vederea verificării abaterii de la concentricitate a suprafeței exterioare Ø42 se face printr-un dorn autocentrant, format dintr-o bucșă elastică, fig. 1, și un dorn conic, fig. 2.

3.2. Orientarea piesei în dispozitiv și elementele de orientare

Piesa se orientează în dispozitiv astfel:

pe suprafața cilindrică interioară Ø20 sunt preluate 2 grade de libertate prin bucșa elastică din fig.1;

pe suprafața frontală de capăt, sunt preluate 3 grade de libertate prin utilizarea unor plăcuțe de sprijin, fig.3.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

4. Fixarea piesei în dispozitiv

4.1. Forța de fixare

Forța dezvoltată de către arc este dată de relația:

unde:

– D – diametrul mediu al arcului;

– d – diametrul spirei arcului.

4.2. Elementele de fixare

Fixarea piesei în dispozitiv se realizează prin bucșa elastică din fig.1 care este acționată de către dornul conic din fig. 2, care este împins în jos de forța dezvoltată de arc.

5. Precizarea mijlocului de măsurare

5.1. Precizia necesară

Precizia necesară a aparatului de măsură este de 0,01 mm.

5.2. Alegerea mijlocului de măsurare.

Măsurarea abaterii se face cu un traductor inductiv de deplasare de tipul WA 2, care permite deplasarea plunjerului pe o distanță de 0 – 2 mm.

6. Proiectarea ansamblului dispozitivului

7. Alegerea materialelor pentru elementele dispozitivului

Alegerea materialelor pentru elementele dispozitivului se face ținând cont de rolul lor, astfel:

bucșa elastică – OLC 45 A;

plăcuța de orientare – OLC 15;

tija conică – OLC 45;

dornul rigid – OLC 45

placa de bază și placa de sprijin – OL 37;

elementele de asamblare din OL 37;

restul elementelor din OLC 45.

8. Modul de utilizare a dispozitivului

Se ține în poziție coborâtă maneta (16); se introduce piesa în bucșa elastică (9), până când piesa se așează pe cele trei plăcuțe de sprijin (7); se eliberează maneta (18) astfel arcul (20) împinge spre jos tija conica (10), tijă ce presează pe bucșa elastică și de aici mai departe pe piesă, realizându-se astfel orientarea și fixarea piesei în dispozitiv.

Pentru măsurarea abaterii de la concentricitate se rabate suportul (23) până când traductorul (11) vine în contact cu piesa și apoi se blochează această poziție prin șurubul (22). După măsurarea valorii în această poziție se rotește dornul conic (15) cu manetele (5) și se repetă măsurătoarea.

Pentru scoaterea piesei, se procedează astfel: se rabate suportul traductorului (18); se apasă pe maneta (16); se extrage piesa din dispozitiv.

Partea a III – a ORGANIZAREA ȘI PROGRAMAREA FABRICĂRII REPERULUI

1. Determinarea tipului de producție

Una dintre metodele de largă circulație, utilizată pentru determinarea tipului de producție la nivel de reper – operație, este metode indicilor de constanță.

a. fondul nominal de timp:

Fn=ksch•h•ze [ore]

ksch=2 număr de schimburi

h=8 ore durata unei zile de muncă

ze=365-(52+52+6)=255 zile

Fn=2•8•255=4080 ore/an

b. Ritmul mediu al fabricației

rg=Fn/Ng•60=4080/5000•60=48.96

c.Se determină indicatorul TPi:

TPi =rg/Tk Tk-timpul unitar pe operație

Dacă: TPi 1 Producție de masă

1< TPi 10 Producție de serie mare – SM

10< TPi 20 Producție de serie mijlocie – Sm

TPi >20 Producție de serie mică – sm

Majoritatea operațiilor au ritmul 10< TPi 20, rezultând o producție de serie mijlocie.

2. Stabilirea formei de organizare a producției

Pentru tipul de producție –serie mijlocie se adoptă forma de transmitere mixtă a pieselor între operațiile procesului tehnologic.

3.. Stabilirea numărului de mașini unelte

Pentru producția de seria mijlocie se propune amplasarea pe linii de producție.

Stabilirea numărului de mașini-unelte și a încărcării lor:

, se adoptă ,

4. Organizarea și programarea fabricației

4.1. Determinarea lotului de fabricație optim și a lotului de fabricație economic.

Lotul de fabricație optim:

[buc].

Nj – volumul de producție;

A – costuri datorate pregătirii-încheierii fabricației și a activităților administrative la lansarea lotului;

B – costuri de întreținere și funcționare a capacității de producție pe durata pregătirii încheierii fabricației;

E – coeficient care cuantifică costul suportat de întreprindere la 1 leu capital circulant imobilizat.

.

Cm – cheltuieli cu semifabricatul;

Sri – salariul personalului direct productiv ce execută operația i;

tui – timpul unitar de la operația i;

mi – numărul de utilaje care realizează operația i;

ai – cota orară a costului de întreținere și funcționare a utilajelor;

Rf – regia secției de fabricație.

[lei/lot].

tpi – timpul de pregătire-încheiere al operației i;

sri – retribuția orară a reglorului la operația i;

p – coeficient ce depinde de cota parte a cheltuielilor legate de pregătirea administrativă a lansării lotului;

[lei/buc].

[lei/buc].

.

Cm = km

k – costul unui Kg de 18MoCr11;

m – masa piesei.

No= 727 buc.

Lotul de fabricație economic:

Nec= 500 buc.

4.2. Stabilirea lotului de transport optim și a lotului de transport economic.

Lotul de transport optim:

[buc].

Nto – mărimea lotului de transport;

Ct – costul unui transport pe întreg fluxul tehnologic.

Nto= 182 buc.

Lotul de transport economic:

Ntec = 100 buc.

Numărul loturilor de fabricație :

Numărul de loturi de transport:

4.3. Durata ciclului de producție

[min]

4.4. Perioada de repetare a loturilor

Tr=Nec*Rg=500*48.96=24480min=408 ore 51 schimburi

4.5. Elaborarea programelor de lucru

-Productivitatea orară :

-Durata execuției unui lot:

-economic:

-de transport:

-Decalajul între momentul începerii fabricației la operația „i” și cel al începerii fabricației la operația „i-1”

-Momentele începerii fabricației (Tîi) și finalizării fabricației (Tfi):

-Tîi=Tîi-1+Di-1,i, cu Tî1=0

-Tfi=Tîi+

-Stocurile de producție neterminată interoperații:

Parametrii specifici fiecărei operații tehnologice sunt prezentați în tabelul următor:

5. Organizarea unui loc de muncă

Proiectarea organizării locului de muncă pentru executarea unei operații tehnologice constă în parcurgerea succesivă a următoarelor etape, etape în cadrul cărora se folosesc datele inițiale anterior menționate :

Stabilirea succesiunii în timp a activităților pe care le au de realizat participanții la procesul de muncă (operatorul, utilajul și, după caz, alte echipamente deservite de acesta). În acest scop se utilizează cel mai frecvent diagrama de activități multiple (DAM) în care se reprezintă activitățile prevăzute în documentația tehnologică.

Stabilirea modului de dispunere în spațiu a semifabricatelor (elemente de intrare în proces), operatorului, utilajului și echipamentelor și a pieselor (rezultate din proces). Se urmărește realizarea unei dispuneri care să respecte principiile specifice de organizare a spațiului de lucru și principiile economiei de mișcări, plecând de la activitățile de realizat și caracteristicile constructiv-funcționale ale utilajului și echipamentelor.

Analiza adaptării locului de muncă la dimensiunile antropometrice ale operatorului. Se analizează, în funcție de specificul operației : dimensionarea spațiului de acces, zonele de lucru pentru brațe, limitele de utilizare a câmpului vizual și a rotirii capului operatorului, poziția de lucru sedentară.

Analiza adaptării locului de muncă la posibilitățile fiziologice ale operatorului și la capacitatea de muncă a operatorului.

Analiza fluxului mișcărilor efectuate de operator în procesul de muncă. Se utilizează, după caz, una sau mai multe dintre diagramele MS-MD, DAM, Ciclograma procesului de muncă, SPF_O sau SMCPF_O.

Analiza ambianței fizice și psihologice.

Analiza satisfacției muncii operatorului.

Parcurgerea acestor etape este una ciclică, în sensul că, aplicarea unei propuneri de îmbunătățire a organizării locului de muncă impune revenirea la prima etapă și continuarea parcurgerii celorlalte, până când soluția obținută este una convenabilă.

Operația de strunjire 1 se realizează pe un strung cu comandă numerică, GT 400. Conform planului de operație, schița operației și ciclograma operației sunt cele din fig. 1 și tab. 1.

Piesa se execută în cadrul unei producții de serie mijlocie, organizarea procesului fiind mixtă : transmiterea pieselor se face pe loturi de transport de câte 100 bucăți, iar mărimea lotului de fabricație este de 300 bucăți. Fabricarea piesei se va realiza pe o linie de producție multiobiect, cu transportul mecanizat al pieselor, în containere de dimensiuni 500 x 500 x 1000 mm (capacitate de 100 bucăți : 4 niveluri a câte 25 bucăți). Pentru control este prevăzută o masă de dimensiuni 300 x 300 mm.

Se parcurg succesiv etapele specifice proiectării organizării locului de muncă.

Se începe cu realizarea diagramei de activități multiple (DAM) pentru a vedea cum sunt corelate în timp activitățile participanților la proces : operatorul și sistemul tehnologic (mașina). Pentru realizarea unei analize corecte, este recomandată realizarea mai întâi a unei schițe de amenajare a postului de lucru.

Fig. 1

Tabelul 1

Pentru executarea operației, operatorul va lucra în picioare, iar dispunerea echipamentelor trebuie făcută astfel încât acesta să se deplaseze pe un traseu cât mai scurt. Lungimea acestui traseu depinde de poziția celor două containere (pentru semifabricate / piese) și a mesei de control în raport cu strungul cu comandă numerică. Poziția acestor elemente este dată de dimensiunile lor de gabarit și de normele de securitatea muncii.

Ținând cont de dimensiunile strungului (2805 x 465), de cele ale containerelor și mesei de control și de cerința asigurării unui spațiu minim între strung și container de 900 mm (care permite și trecerea operatorului prin acest spațiu), rezultă schița de amplasare din fig. 2. Se constată că deplasarea operatorului este redusă la minim, containerele și masa de control fiind dispuse în jurul poziției de lucru din fața strungului, la limita maximă a brațelor.

Fig. 2 Schița de amenajare în spațiu

În continuare se trece la întocmirea și analiza DAM. Activitățile din ciclograma operației sunt atribuite fiecărui participant și sunt încadrate în una din categoriile de activități specifice acestei diagrame : independente, combinate sau așteptări.

Diagrama de activități multiple, realizată pe baza ciclogramei operației, este prezentată în fig. 3. Pentru o ușoară realizare a acesteia, s-a considerat aceeași unitate de timp cu cea de la ciclograma operației.

Analiza diagramei de activități multiple ne permite să constatăm că :

activitatea de control se realizează frecvențial (la fiecare a 10 a piesă) și durează 250 [cmin]. Această durată nu a fost luată în considerare la calculul duratei ciclului repetitiv (în cadrul DAM), dar este cuprinsă în timpul unitar (ciclograma operației).

durata de așteptare ale sistemului tehnologic este destul de mică, eficiența acestuia putând fi considerată corespunzătoare (88,5 %) ;

durata de așteptare a operatorului corespunde perioadei în care ST lucrează în ciclu automat, fiind de 103 [cmin]. În această perioadă operatorul nu poate efectua alte activități specifice operației (durata activității de control fiind mult mai mare) ;

se concluzionează că ciclul de muncă nu mai poate fi îmbunătățit.

Odată ce ciclul de muncă pentru realizarea operației este considerat definitiv, se analizează posibilitatea deservirii de operator a două posturi de lucru. Ținând cont că operatorul mai are de realizat suplimentar o activitate de deplasare între cele două posturi de lucru, se vor grupa toate aceste activități în categorii asociate celor doi participanți la proces (operatorul și sistemul tehnologic).

Vom avea :

pentru operator :

timpul de deservire a ST, tdST : este dat de durata activităților combinate, la care se adaugă timpul cu luarea / depozitarea semifabricatului / piesei din / în container. Valoarea acestui timp este de 103 [cmin] (la durata activităților combinate s-a adăugat durata activităților 1 și 16).

timpul de așteptare, tao, : este același ca în cadrul DAM, fiind de 372,6 [cmin].

timpul de deplasare a operatorului, td : durata necesară deplasării operatorului între cele două posturi de lucru. Dacă posturile de lucru sunt dispuse față în față, acest timp are valoarea de 15 [cmin].

pentru sistemul tehnologic :

timpul de deservire a ST, tdST : este același cu cel al operatorului.

timpul de lucru automat, taut : este dat de durata activităților independente succesive ale sistemului tehnologic. În acest caz, are valoarea de 372,6 [cmin].

timpul de așteptare a sistemului tehnologic, taST, : este timpul în cadrul căruia sistemul tehnologic nu efectuează activități. Valoarea lui rezultă din ciclograma procesului.

Condiția ca un operator să poată deservi două posturi de lucru este :

taut > tdST + 2 td

Deoarece avem :

taut = 372,6 > 103 + 30 = tdST + 2 td

rezultă că operatorul care execută operația 10 poate realiza și operația următoare a procesului tehnologic (operația 20).

Analiza adaptării locului de muncă la posibilitățile fiziologice ale operatorului și la capacitatea de muncă a operatorului arată că nu sunt probleme deosebite în aceste privințe deoarece piesa este ușoară, iar fixarea acesteia în dispozitiv se face mecanizat.

Fluxurile de mișcări în cadrul locului de muncă sunt relativ simple deoarece activitățile manuale din cadrul operației sunt relativ puține, iar deplasarea operatorului este redusă la minim (deservește un singur post de lucru). Pentru a verifica corectitudinea desfășurării ciclului de muncă, dar și a amplasării echipamentelor, se poate utiliza diagrama MS-MD pentru descrierea fluxului mișcărilor mâinilor operatorului la realizarea unor cicluri de activități : orientare-fixare semifabricat, desprindere piesă, control piesă. Această diagramă este prezentată în tab. 2.

Tabelul 2

Se constată că fluxurile de mișcări sunt simple, lucru ce face ca nerespectarea riguroasă a principiilor economiei de mișcări (mișcările nu sunt simetrice și nici simultane) să nu conducă la un efort suplimentar pentru operator. Deoarece activitatea de control nu se realizează la fiecare piesă prelucrată, piesa este ușoară și cu formă simplă și se utilizează instrumente de control relativ simple (calibre) nu este necesar un dispozitiv de menținere a piesei.

Analiza ambianței fizice necesită cunoașterea condițiilor concrete în care va fi amplasat locul de muncă și verificarea dacă această ambianță respectă recomandările specifice ergonomiei (microclimat : temperatură, umiditate, presiune, puritatea aerului; iluminat; cromatica industrială; zgomot).

În ceea ce privește ambianța psihologică, se apreciază că aceasta este corespunzătoare, deoarece volumul informațiilor de urmărit este normal, iar durata ciclului de muncă este acceptabilă (operatorul are de realizat lotul de piese într-o anumită perioadă, ritmul de lucru fiind permisiv).

Satisfacția muncii operatorului poate fi apreciată normală, având în vedere faptul că acesta lucrează pe o linie de producție multiobiect, pe care se execută mai multe tipuri de piese (flexibilitatea sarcinii de muncă).

Partea a IV – a STUDIU DE CAZ: PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DE CONTROL TANK 2 RADIATOR PEUGEOT

1.Prezentarea firmei:

iP Automatic Design a fost inființată in noiembrie 2001 de către dl. ing. Ion Patrascu – asociat unic.

Principalele domenii de activitate ale firmei sunt :

proiectare si realizare de matrițe, dispozitive de prelucrare și masini automate.

prelucrări prin așchiere pe mașini unelte cu CNC (strunjire, frezare, electroeroziune).

injecție de mase plastice.

vanzări de centre de prelucrare CNC prin strunjire si frezare.

Din decembrie 2005 firma este acreditată TUV SR EN ISO 9001/2001.

Se produc piese pentru bunuri de larg consum.

Firma dispune de :

Centre de prelucrare prin strunjire si frezare.

Scule așchietoare (burghie, alezoare, tarozi, freze).

Portscule (ISO, BT, VDI, HSK).

Dispozitive și elemente de fixare în vederea prelucrării (bride, reazeme, șuruburi cu cap T, microcilindrii hidraulici, prisme de fixare)

Mașini de măsurat 3D și instrumente de măsură și control (șublere, micrometre, comparatoare etc.)

Apăratori de protecție pentru ghidaje.

Transportatoare de șpan și grupuri de preparare lichide de răcire.

Dispozitive cu parghii pentru prinderi și fixări rapide.

Tehnica vacuumului.

Scule, echipamente și furtunuri de atelier (chei, chei inbus, chei dinamometrice, șurubelnițe, ciocane).

Sisteme compacte de acționare cu mecanism șurub piulițe.

Componente pentru transmisii mecanice (roti dințate, cremaliere, angrenaje melcate)

Subansamble, accesorii și componente ale mașinilor unelte și masinilor automate (cuplaje, amortizoare de vibrații, lanturi portcablu, menghine, mese rotative etc.)

2. Date inițiale: desen piesă și cerințe 

3. Proiectarea dispozitivului

3.1. Elemente de orientare,poziționare și strangere

Orientarea piesei în dispozitivul de control se face cu ajutorul a 3 rigle (fig. 1) de rezemare, care preiau în total 5 grade de libertate.

Fig. 1

Poziționarea piesei se face pe direcțiile celor 3 rigle ce se realizeaza cu ajutorul cepilor (opritorilor) elastici (fig.2)

Fig.2

Strangerea piesei se face cu o placa port bucșe (fig.3) care este apoi fixata prin intermediul unei bride nas (fig.4).

Fig.3

Fig.4

3.2. Schița dispozitivului și elementele componente

În continuare vă voi prezenta proiectarea și realizarea dispozitivului de control TANK 2 radiator PEUGEOT.

Fig.5

placă port-bucșă

rigle de rezemare

cepi elastici (opritori)

comparator

etalon

6,7,8,9- corp suport joja (comparator)

10- calibru

11- verificator

12- dorn conic

Poze 3D

Ansamblu dispozitiv:

3.3.Mod de funcționare

– orientarea piesei in dispozitivul de control TANK 2, orientare care se face pe

cele trei rigle de rezemare (2), iar strîngerea piesei pe direcțiile acestor rigle se

realizează cu ajutorul cepilor (opritorlor) elastici (3);

– în acest moment fără a se cobora placa port-bucse (1) se efectuează controlul

lungimii si lățimii piesei din plastic; pentru aceasta trebuie să se regleze

comparatorul 4 la dimensiunea de 25 mm cu ajutorul etalonului 5 (cotă aleasă

din motiv tehnologic; ceasul comparator va indica abaterea față de nominal,

adică 25mm);

– măsurarea abaterilor în cele patru puncte corespunzătoare lungimii si lățimii

piesei din plastic, astfel: se introduce joja de control 4 (ceasul împreună cu

corpul acestuia) pe rând in fiecare corp (6, 7, 8 si 9) prins pe placa de bază

corespunzător fiecărui punct de control, se citeste sau/si se notează abaterea

indicată de comparator pt. fiecare punct controlat în parte;

– după controlul lungimii respectiv lățimii piesei din plastic, se va cobora placa

port-bucse 1 până în momentul când aceasta ajunge la piesă, moment în care ea

va fi reținută de brida-nas 15;

– astfel se va realiza control stuțurilor conici ai piesei din plastic (antraxul dintre

ei, poziția cît si diametrul bazei mari a conului);

– se trece la verificarea tubului; distanța dintre suprafața frontală a acestuia si axa

determinată de cele doua stuțuri de sus se va controla cu verificatorul 11, iar

pentru verificarea cotei de 2 mm se utilizează dornul conic 12.

– după controlul complet al tankului 2 se retrage brida nas, placa port-bucse

revine în poziția inițială, moment în care se poate scoate tankul din dispozitivul

de control.

3.4.Fișă măsuratori dispozitiv TANK 2

4.Procesul tehnologic pentru realizarea reperului dorn conic D30

Se va debita semifabricatul din figura de mai jos la cotele date din material K110:

5. Concluzii

Aportul meu la acest studio de caz a constat din realizarea proiectului pentru dispozitivul de control în vederea verificării reperului TANK 2 radiator și a întocmirii documentației tehnologice pentru o parte din reperele componente ale acestui dispozitiv, așa cum este tehnologia de execuție a reperului dorn conic D30, prezentată anterior.

BIBLIOGRAFIE

[1] Chiriță, G., Toleranțe și ajustaje, Editura Universității din Pitești, 2005

[2] Epureanu, A., și alții, Tehnologia construcției de mașini, E.D.P., București, 2005

[3] Neagu, C., Nițu, E., Catană, M., Ingineria și managementul producției, E.D.P., București, 2005

[4] Neagu, C., și alții, Tehnologia construcției de mașini, Editura MATRIX ROM, București, 2002

[5] Picoș, C., și alții, Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, Editura Universitas, Chișinău, 1992

[6] Popescu, V., Forjarea și extruziunea metalelor și aliajelor, E.D.P., București

[7] Popescu, V., Drăgan, I., Alexandru, T., Tehnologia forjării, Editura Tehnică București

[8] Vlase, A., și alții, Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp Vol I, II, Editura Tehnică, București, 1985

[9] Vlase, A., și alții, Tehnologii de prelucrare pe mașini de danturat, Edituta Tehnică, București, 1998

[10] Vlase, A., și alții, Tehnologii de prelucrare pe mașini de frezat, I.P., București, 1993

[11] Vlase, A., și alții, Tehnologii de prelucrare pe mașini de găurit, Editura Tehnică, București, 1994

[12] Vlase, A., și alții, Tehnologii de prelucrare pe mașini de rectificat, Editura Tehnică, București, 1995

[13] Tache, V., Ungureanu, I., și alții, Construcția și exploatarea dispozitivelor, I.P., București, 1982

[14] Tache, V., Ungureanu, I., Stroe C. Elemente de proiectare a dispozitivelor pentru mașini – unelte, Editura Tehnică, București, 1985

[15] Tache, V., Ungureanu, I., și alții, Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, I.P., București, 1980

[16] Tache, V., Ungureanu, I., și alții, Proiectarea dispozitivelor pentru mașini – unelte,Editura Tehnică, București, 1995

[17] I. Stănescu, V. Tache – Dispozitive pentru mașini-unelte, Editura Tehnică, București, 1969.

[18] A. Sturzu – Bazele proiectării dispozitivelor de control al formei și poziției relative a suprafețelor în construcția de mașini, Editura Tehnică, București, 1977.

[19] Stroe, C-tin, Managementul întreprinderii, Editura Universității Pitești, 2002

[20] Nițu, E. L., Managementul producției, Editura Universității Pitești, 2002

[21] IPAD – Normative interne, 2006

Borderou de desene

ANEXE