. Studii Privind Fiabilizarea Masinii de Asamblat Biela

CUPRINS

PARTEA a–I-a

PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC

Analiza funcțional-constructivă a piesei

Rolul funcțional al piesei

Prin tema de proiect s-a cerut proiectarea procesului tehnologic al reperului „Arbore”

Acest reper face parte din ansamblul unui reductor.

Piesa „Arbore” are rolul de a primi, realiza și transmite mișcarea de rotație, către un alt element aflat în mișcare de rotație.

O altă funcție principală a reperului este de a susține elemente care se află în mișcare de rotație (cuplaj, rulmenții, piulițe de fixare etc.) el fiind astfel supus la torsiune și încovoiere.

Caracteristicile geometrice constructive prescrise piesei

Pentru a pune în evidență aceste condiții se va face o schiță a piesei pe care vom codifica suprafețele din componența acesteia.

În cadrul unei piese întâlnim atât suprafețe libere cât și suprafețe funcționale.

Suprafețele funcționale sunt suprafețe de montaj sau de contact ale piesei cu alte organe de mașini. Aceste suprafețe sunt executate la o calitate superioară față de celelalte suprafețe (numite suprafețe libere).

Suprafețele SRE1 și SRE 3 reprezintă suprafețele de referință și sunt executate cu o rugozitate Ra=1,6µm;suprafețele SRE2 și SRE4 sunt executate cu o rugozitate Ra=1,6µm și prezintă o abatere de la concentricitate cu o valoare de 0.02µm, față de suprafețele de referință P și R.

Tabel cu suprafețele care intră în componența piesei

Se analizează precizia dimensională, de formă și de poziție, precum și rugozitățile suprafețelor piesei. Se au în vedere precizările standardelor: STAS 8102-68 pentru suprafețe exterioare și STAS 8103-68 pentru cele interioare.

1.3. Caracteristicile materialului piesei

Reperul este realizat dintr-un oțel carbon de calitate, de tipul OLC45. STAS 880-88, cu următoarele proprietăți

Materialul piesei este un oțel cu destinația generală pentru organe de mașini, mediu solicitate mecanic, tratate termic sau termochimic.

Caracteristicile tehnologice – tab.5.5 [1]

Dintre caracteristicile tehnologice ale unui material fac parte și forjabilitatea, așchiabilitatea și călibilitatea.

* Forjabilitatea reprezintă capacitatea metalelor de a se deforma și de a lua o formă nouă sub acțiunea forțelor exterioare fără a se fisura. La oțeluri, forjabilitatea este cu atât mai bună cu cât conținutul de carbon este mai redus, astfel marca OLC 45 se poate aprecia că are o forjabilitate bună.

* Așchiabilitatea este capacitatea materialelor de a putea fi prelucrate prin așchiere cu ajutorul sculelor așchietoare.

Oțelurile cu 0,3 – 0,6 % C au așchiabilitate bună; conținuturi mai mari de carbon conduc la micșorarea vitezelor de așchiere. Conținuturi mai ridicate de S (<0,3%) și de P (<0,2%) în oțeluri, îmbunătățesc mult așchiabilitatea.

Analizând aceste condiții vom observa că din punct vedere al conținutului de carbon, dar și din cel al conținutului de S și P, marca OLC 45 are așchiabilitate bună. Pentru creșterea așchiabilității este recomandată o recoacere prealabilă de înmuiere.

* Călibilitatea este proprietatea materialelor de a se căli.

Călibilitatea oțelurilor crește o dată cu conținutul de carbon și de

elemente de aliere (Mn, Mo, Cr).

Marca de oțel OLC 45 prezintă o călibilitate bună, pretându-se la tratamentul termic al suprafeței și la operații de tratament termochimic.

Parametrii tratamentului termic : tab.5.5 [1]

Tehnologicitatea construcției piesei

Din desenul de execuție al piesei va trebui să se evidențieze măsura în care forma constructivă asigură prelucrarea în condiții cât mai convenabile.

O formă constructivă optimă a piesei asigură prelucrarea cu un volum minim de muncă, dar cu respectarea prescripțiilor privind precizia dimensiunilor și starea suprafețelor.

Piesa respectivă trebuie să corespundă atât din punct de vedere al semifabricatului pentru piesă, cât și din punct de vedere al prelucrărilor necesare transformării semifabricatului în piesă.

Forma constructivă generală a piesei este de revoluție, prevăzută cu detalii constructiv funcționale ca: dantură, caneluri, canale de pană, care asigură îndeplinirea rolului funcțional în ansamblu.

Din punct de vedere al semifabricatului piesa este tehnologică putând fii obținută prin procedee clasice de matrițare, fără a fi nevoie de matrițe complexe sau număr mare de etape în obținerea acestuia. Forma semifabricatului va urmării fidel forma generală a piesei, permițând adaosuri mici de prelucrare.

Din punct de vedere al prelucrărilor, o piesă este tehnologică dacă se realizează condițiile de calitate și precizie cu un cost minim, precum și cu un volum de muncă redus.

Folosirea unor mașini unelte automate sau semiautomate în locul celor clasice, prelucrarea a două sau mai multe suprafețe identice în același timp (ținând seama că trebuie realizată o producție de serie mijlocie) duce la micșorarea timpilor de fabricație.

Reperul se poate realiza prin procedee simple de prelucrare mecanică ca: strunjire, frezare, mortezare, rectificare, cu scule standardizate și dispozitive existente în dotarea mașinii unelte.

Deoarece semifabricatul va fi matrițat și va avea un adaos de prelucrare mic care se poate înlătura cu un volum de muncă redus și cost minim rezultă că acesta este tehnologic din punct de vedere al prelucrărilor prin așchiere.

Materialul piesei are o bună comportare în exploatare, o bună prelucrabilitate prin așchiere ce poate crește în urma unui tratament termic de îmbunătățire.

Precizia și calitatea piesei sunt bine corelate, desenul de execuție cuprinzând toate datele necesare privind toleranța și rugozitatea suprafeței. Astfel:

Pentru suprafețe libere se prescriu toleranțe mai mari, cel mult egale cu cele corespunzătoare preciziei economice (conform STAS 2300-88);

Pentru suprafețe care determină parametrii de funcționare ai piesei , toleranțele și rugozitățile se prescriu ținând cont de condițiile restrictive de funcționare

OBSERVATII:

Deoarece forma piesei nu a fost tehnologică sa realizat o serie de degajări cu rolul de a se putea realiza operații ulterioare.

2. Proiectarea semifabricatului

2.1. Stabilirea procedeelor de obținere a semifabricatului

Analiza desenului de execuție al piesei sugerează posibilitatea obținerii a două tipuri de semifabricate pentru reperul „Arbore”:

Semifabricat laminat (fig. 2.1.) 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,

Semifabricat matrițat la cald (fig. 2.2.), la care în timpul deformării plastice materialul se deformează simultan în tot volumul, curgerea acestuia fiind condiționată de forma și dimensiunile cavității matriței. Adaosul de prelucrare prevăzut este mic, calitatea geometriei suprafețelor fiind superioară, iar continuitatea fibrei se păstrează și după prelucrarea prin așchiere.

2.2. Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului

Tipurile de semifabricate se vor analiza având în vedere costul efectiv al semifabricatului individual, inclusiv operațiile de degroșare, care asigură apropierea de piesa finită.

Pentru semifabricatul laminat relația de calcul a costului este:

Cl,d=M*c+sd*Nt,l*(1+krd/100) [lei]

Pentru semifabricatul matrițat și forjat, costul este dat de relația:

Cmd=Mi*ci+Pm/nm+sd*NTd*(1+krd/100) [lei]

unde:

Mi – masa materialului consumat pentru obținerea semifabricatului matrițat/forjat liber [Kg];

Ci – costul unui Kg de material utilizat pentru obținerea semifabricatului respectiv [lei/Kg]; Cmatr=Cforjat=Claminat

Pm – prețul matriței [lei]; Pm, matr>Pm, forjat

nm – numărul de semifabricate executate cu matrița respectivă [buc];

sd – salariul muncitorului ce execută degroșarea [lei/oră]; sd,matr=sd,forjat=sd,laminat

NTd – norma pentru degroșare [ore];

Krd – cheltuieli de regie ale atelierului în care se face degroșarea [%].

Costul operației de degroșare este mai mare la semifabricatul laminat, care necesită un volum de material mai mare, prezentând adaosuri de prelucrare mai mari și de asemenea o normă de timp mai mare necesară îndepărtării succesive a adaosurilor, prin mai multe etape și cu regimuri de așchiere mai intense. Acesta este mai mic la semifabricatul matrițat care prezintă un grad de apropiere de piesă foarte ridicat.

Astfel,

Mi, matr< Mi, forja< Mi, laminat

NTd, matr< NTd, forjat< NTd, laminat

La semifabricatul matrițat și forjat intervin costurile legate de amortizarea SDV-urilor utilizate la deformarea plastică, care, însă, raportate la numărul de piese care se execută pe matrița respectivă (pentru o producție de serie mijlocie), devin nesemnificative în raport cu celelalte cheltuieli.

Pe baza celor arătate mai sus rezultă că semifabricatul optim pentru reperul „Arbore II” din punct de vedere al costurilor este cel matrițat, dar și din punct de vedere al preciziei de obținere, al prelucrărilor necesare, al pierderilor de material, etc.

Calculul volumului semifabricatului

Vsf. laminat= 369301 mm3

msf. laminat=7.86*369301 =2.9 kg

Volumul semifabricatului matrițat va fi:

V=V1+V2

msf. matrițat=7.86*274591 =2.16 kg

Volumul piesei:

V=V1+V2+V3+V4

mp=7.86*0.241356=1.9kg

Deoarece economia de material nu este chiar însemnată (0,7Kg la piesă), iar costul unei matrițe pentru forjare este destul de mare am stabilit drept semifabricat optim pentru reperul „Arbore” semifabricatul laminat.

2.3. Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare

Adaosurile totale pentru semifabricatul adoptat, sunt stabilite conform [2] și sunt prezentate în tabelul următor.

2.4. Realizarea desenului de execuție al semifabricatului

In momentul trecerii la proiectarea tehnologiei de prelucrare mecanica, inginerul tehnolog trebuie sa dispună deja de o serie de date privind semifabricatul folosit si de obicei chiar de desenul semifabricatului. In cazul semifabricatelor obținute prin laminare, de regula, se renunța la existenta unui desen al semifabricatului, pentru elaborarea tehnologiei de prelucrare mecanica prin așchiere.

3. Proiectarea variantelor preliminare de proces tehnologic

3.1. Încadrarea piesei într-un tip/grup de produse

Piesa face parte din clasa tehnologica a arborilor, arborii sunt organe de mașină care sunt supuși unor solicitări compuse de încovoiere si răsucire.

Un proces tehnologic bine întocmit va trebui să respecte următoarea schemă de succesiune a operațiilor:

prelucrarea suprafețelor care vor constitui baze tehnologice sau baze de măsurare pentru operațiile următoare . Din acest motiv la prima operație în cadrul procesului de execuție al arborelui se vor prelucra suprafețele frontale și găurile de centrare.

prelucrarea de degroșare a suprafețelor exterioare.

finisarea (semifinisare) suprafețelor exterioare .

control tehnic intermediar.

degroșarea și finisarea canalelor, filetelor.

tratament termic

operații de netezire.

control tehnic final.

3.2. Stabilirea metodelor și procedeelor de prelucrare a suprafețelor semifabricatului.

Această stabilire se prezintă în tabelul următor:

3.3. Proiectarea conținutului și succesiunii operațiilor procesului tehnologic în două variante

Această proiectare se finalizează cu un tabel de forma următoare:

4. Proiectarea primei variante de proces tehnologic

4.1. Determinarea adaosurilor de prelucrare și calculul dimensiunilor intermediare

Determinarea adaosurilor de prelucrare este strâns legată de calculul dimensiunilor intermediare și al dimensiunilor semifabricatului. Pe baza dimensiunilor intermediare se prelucrează dispozitivele pentru prelucrări pe mașini unelte, verificatoarelor de tipul calibrelor, se stabilesc dimensiunile sculelor așchietoare la operațiile (fazele) succesive de prelucrare a găurilor: burghiu, lărgitor, alezor etc. Dimensiunile semifabricatelor servesc la proiectarea matrițelor, modelelor pentru execuția formelor de turnare, cutiilor de miezuri etc. Stabilirea unor valori optime ale adaosurilor de prelucrare permite efectuarea calculului corect al masei semifabricatelor și al consumurimasei semifabricatelor și al consumurilor specifice de materiale, precum si al regimurilor de așchiere si normelor tehnice de timp pentru operațiile de prelucrare mecanica prin așchiere.

Mărimea adaosurilor de prelucrare trebuie stabilită astfel încât în condiții concrete ale fabricației considerate să se asigure realizarea pieselor în toleranțele prescrise și la un preț de prelucrare convenabil.

Dacă adaosurile de prelucrare sunt prea mari se mărește greutatea semifabricatelor și consumul de material, sunt necesare operații sau faze suplimentare de prelucrare prin așchiere, se mărește consumul de scule așchietoare și uzura utilajelor, crește consumul de energie electrică și alte cheltuieli ceea ce duce în final la scumpirea fabricației în mod nejustificat.

Adaosuri de prelucrare prea mici pot duce la rebutarea piesei prin imposibilitatea eliminării stratului ecruisat, a unor erori de formă și poziție a suprafețelor rezultate în operațiile anterioare, dar și datorită faptului că tăișul sculei nu poate intra în material, provocând tasări și ciupituri ale acestuia.

Rezultă deci, necesitatea stabilirii de valori optime pentru adaosurile de prelucrare pentru fiecare operație și fază de prelucrare în parte.

Metoda analitică

Metoda de calcul analitic al adaosurilor de prelucrare, se bazează pe analiza factorilor care determina mărimea adaosurilor și stabilirea factorilor care determina mărimea adaosurilor și stabilirea elementelor componente ale acestuia pentru condițiile concrete de efectuare a diferitelor operații tehnologice. Această metodă permite evidențierea posibilităților de reducere a consumului specific de material și de micșorare a volumului de muncă, al prelucrărilor mecanice la proiectarea unor procese tehnologice noi și la analiza celor existente.

Schema adaosurilor de prelucrare pentru semifabricat brut este următoarea:

Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare permite determinarea unor dimensiuni intermediare optime la toate operațiile succesive de prelucrare și asigură un număr minim de operații și faze de prelucrare, necesare obținerii calității prescrise a pieselor prelucrate.

Adaosul de prelucrare intermediar este stratul de material ce se îndepărtează la operația (sau faza) respectivă de prelucrare prin așchiere de pe suprafața considerată. Acest adaos se determină ca diferență între dimensiunile obținute la două operații (faze) consecutive de prelucrare a suprafeței considerate.

Factorii ce determină mărimea adaosului de prelucrare optim pentru faza curentă sunt:

rugozitatea de la faza precedentă, Rzp [μm];

grosimea stratului de material ecruisat la faza precedentă, Sp [μm];

abaterile de la poziție ale suprafețelor de prelucrat și unele abateri de la forma acestei suprafețe, ρp[μm];

eroarea de orientare și fixare de la faza curentă, εic [μm].

Schema adaosurilor de prelucrare pentru dimensiuni intermediare:

Mărimea adaosului intermediar minim se calculează prin însumarea tuturor adaosurilor prezentate mai sus pentru adaosuri simetrice pe diametru – suprafețe de revoluție:

Notații utilizate:

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

Rzp – înălțimea neregularităților de suprafață rezultate la faza precedentă;

Sp – adâncimea stratului superficial defect format la faza curentă;

ρp – abaterile spațiale ale suprafeței de prelucrat, rămase după efectuarea fazei precedente;

εc – eroarea de așezare la faza de prelucrare considerată.

Abaterea spațială se determină cu relația: , unde:

ρex – necoaxialitatea treptelor prinsă și prelucrată,

ρm – dezaxarea matrițelor în planul de separație.

Adaosul nominal se determină cu relația: 2Ai,nom=2Ai,min+Tp

Prelucrarea se face prin obținerea automată a dimensiunilor (cu reglarea sculelor după etalon), caz în care dimensiunile intermediare se determină cu relația:

Ca dimensiune nominală se va trece valoarea: (rotunjit) și se va trece în documentație cu valoarea .

Pentru calculul adaosului de prelucrare se pornește în sensul invers al efectuării operațiilor.

În cazul semifabricatelor matrițate, dimensiunea semifabricatului se calculează în funcție de fiecare dimensiune a piesei. Dimensiunile nominale ale semifabricatului brut se obțin astfel:

, se rotunjește în minus

Suprafața SRE2

Calculul adaosului de prelucrare la rectificare (operația precedentă este strunjire de finisare),

Rzp=25 μm, Sp==25 μm, Tp=120 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de finisare se va executa la cota: Ø40,5

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de finisare (operația precedentă este strunjire de degroșare),

Rzp=50 μm, Sp==50 μm, Tp=210 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de degroșare se va executa la cota: Ø41.4

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de degroșare (operația precedentă este laminarea),

Rzp=100μm, Sp==150μm, Tp=900μm, (tab. 5.8 pag 241 [7])

Din STAS am stabilit diametrul semifabricatului la cota: Ø43

Suprafața SRE1, SRE 3

Calculul adaosului de prelucrare la rectificare (operația precedentă este strunjire de finisare),

Rzp=25 μm, Sp==25 μm, Tp=120 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de finisare se va executa la cota: Ø35,3

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de finisare (operația precedentă este strunjire de degroșare),

Rzp=50 μm, Sp==50 μm, Tp=210 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de degroșare se va executa la cota: Ø35.8

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de degroșare (operația precedentă este laminare),

Dimensiunea semifabricatului este ø 43, deci adaosul pentru degroșare pentru cele două suprafețe va fi: 7,2 mm pe diametru.

Suprafața SRE4

Calculul adaosului de prelucrare la rectificare (operația precedentă este strunjire de finisare),

Rzp=25 μm, Sp==25 μm, Tp=120 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de finisare se va executa la cota: Ø32,3

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de finisare (operația precedentă este strunjire de degroșare),

Rzp=50 μm, Sp==50 μm, Tp=210 μm, (tab. 6.1 pag. 248 [7])

Operația de strunjire de degroșare se va executa la cota: Ø32.8

Calculul adaosului de prelucrare la strunjire de degroșare (operația precedentă este laminare),

Dimensiunea semifabricatului este ø 43, deci adaosul pentru degroșare pentru cele două suprafețe va fi: 3 mm pe diametru.

Suprafața SF1, SF 2

Operație curentă: frezare într-o etapă– operația precedentă: laminare

Rzp = 160µm

Sp = 200µm

ρp = 8 µm

εc = 0

Tp = 1200µm – tab.7.19 – [5]

2Acmin = 2 · (160 + 200) + 2 · 8 = 736 µm-

2Acnom = 2Acmin + Tp = 736 +1400 = 2136 µm

lcmax = lmax + 2Acnom = 239 + 2,14 = 241,14 mm

lcnom = 241 mm

241 mm

4.2. Proiectarea operațiilor procesului tehnologic de fabricare pentru varianta 1

După metoda analitică

Operația 2 – Strunjire de degroșare dintr-o parte

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– strunjire longitudinală;

– desprinderea piesei.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Pentru această operație se folosește un strung normal SN 400 cu următoarele caracteristici:

– gama de turații ale axului principal: .36 70 100 115 140 160 200 224 315 400 450 480 560 630 710

– gama de avansuri longitudinale: .0.125 0.15 0.2 0.25 0.40 0.50 0.80 1.00

– gama de avansuri transversale: 1/2 din avansul longitudinal

-puterea masinii unelte 7,5kw

-randamentul η=0.85

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Piesa se orientează si fixează între vârfuri

Metode de reglare a sculelor este cea utilizând un șablon, datorită ușurinței și timpului scurt de reglare a sculelor pe poziția de lucru

5 Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*Adâncimea de așchiere:

t1 = 1,20 mm;

t2 = 1,15 mm;

*Satbilirea avansului de lucru:

s = 0,64 rot/min

Verificarea mărimii avansului:

Sadm = [rot/min]

C4 = 35,7;

x1 =1;

y1 =0,75;

t = 1;

HB = 210; h = 20; b = 20; L = 30;

n1 = 0,35;

k15 =1; k16 =1; k17 = (r/2)0,1 = 0,933; k18 =0,8; k19 = 0,93;

Sadm = = 0,89 rot/min

Fz =

Fz = 35,7·11·0,640,75·2100,35 = 164 daN

*Determinarea vitezei de așchiere

v = [m/min]

Cv = 60,8;

T = 60 min;

xv = 0,25;

yv = 0,66;

m = 0,125;

HB = 210; n = 1,75;

v1 = 33,86 m/min;

v2 = 34,23 m/min;

*Determinarea turației de lucru:

[rot/min]

n1 = 242,20 rot/min

n2 = 190,84 rot/min

Adopt: nmu = 185 rot/min

*Calculul vitezelor reale de așchiere:

[m/min]

vr1 = 25,86 m/min

vr2 = 33,19 m/min

*Verificarea puterii:

[kW]

Ne = 0,9kW <Nmu = 7,5kW

6 Determinarea normei de timp

Norma tehnică de timp “NT” reprezintă timpul stabilit unui executant care are calificare corespunzătoare pentru efectuarea unei unități de lucrare în condiții tehnico-organizatorice precizate ale locului de muncă.

Norma tehnică de timp se calculează cu relația:

[5]

unde:

Tpî – timpul de pregătire-încheiere, reprezintă timpul în cursul căruia un executant, înainte de începerea unei lucrări, creează condițiile necesare efectuării acesteia și după terminarea ei aduce locul de muncă la starea inițială;

n – numărul pieselor ce compun lotul sau care se execută într-un schimb de lucru:

-producția anuală: 10000buc;

-producția lunară: 10000/11 = 909buc;

-producția zilnică: 909/21,5 = 43buc;

-producția pe schimb: 43/2 = 22buc;

n = 22 buc.

Tpo – timpul operativ, este timpul în cursul căruia un executant efectuează sau supraveghează lucrările necesare pentru modificarea cantitativă și calitativă a obiectelor muncii:

Tpo = Tb + Ta

Tb – timpul de bază, este timpul în cursul căruia un executant efectuează sau supraveghează lucrările necesare pentru modificarea nemijlocită, cantitativă și calitativă a obiectelor muncii, respectiv a dimensiunilor, formei, compoziției, proprietăților, stării sau dispunerii în spațiu. Timpul de bază necesită neapărat acțiunea sau supravegherea directă a executantului.

Ta – timpul ajutător, este timpul în cursul căruia nu se produce nici o modificare cantitativă sau calitativă a obiectului muncii, însă un executant trebuie să realizeze mânuirile necesare sau să supravegheze utilajul pentru ca această modificare să poată avea loc.

Tdl – timpul de deservire, este timpul în cursul căruia executantul asigură pe întreaga perioadă a schimbului de muncă atât menținerea în stare de funcționare a utilajelor și sculelor cât și organizarea, aprovizionarea, ordinea și curățenia locului de muncă.

Tdl = Tdt + Tdo

Tdt – timpul de deservire tehnică;

Tdo – timpul de deservire organizatorică.

Tir – timpul de întreruperi reglementate, este timpul în cursul căruia procesul de muncă este întrerupt pentru a avea loc odihna și necesitățile fiziologice ale executantului, precum și întreruperile condiționate de tehnologie și de organizarea muncii.

○ Calculul timpului de pregătire-încheiere

-pregătirea curentă a lucrării : 15 min;

-deplasarea păpușii mobile : 1 min;

-așezarea cuțitelor și reglarea lor la cotă : 3 min;

-reglarea opritorilor : 1 min;

Tpî = 20 min

○ Calculul timpului de bază

– pentru strunjire: [min]

Calculul timpului de bază se calculează tabelar ținând seama de relațiile anterioare.

○ Calculul timpului ajutător:

strunjire : 1,72 min;

○ Calculul timpului de deservire

strunjire : 3,5% Tb;

○ Calculul timpului de întreruperi

strunjire : 5,5% Top;

Operația 3 – Strunjire de degroșare dintr-o parte

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– strunjire longitudinală;

– desprinderea piesei.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Pentru această operație se folosește un strung normal SN 400 cu următoarele caracteristici:

– gama de turații ale axului principal: .36 70 100 115 140 160 200 224 315 400 450 480 560 630 710

– gama de avansuri longitudinale: .0.125 0.15 0.2 0.25 0.40 0.50 0.80 1.00

– gama de avansuri transversale: 1/2 din avansul longitudinal

-puterea masinii unelte 7,5kw

-randamentul η=0.85

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Piesa se orientează si fixează între vârfuri

Metode de reglare a sculelor este cea utilizând un șablon, datorită ușurinței și timpului scurt de reglare a sculelor pe poziția de lucru

5 Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*Adâncimea de așchiere:

t1 = 1,20 mm;

t2 = 1,15 mm;

*Satbilirea avansului de lucru:

s = 0,64 rot/min

Verificarea mărimii avansului:

Sadm = [rot/min]

C4 = 35,7;

x1 =1;

y1 =0,75;

t = 1;

HB = 210; h = 20; b = 20; L = 30;

n1 = 0,35;

k15 =1; k16 =1; k17 = (r/2)0,1 = 0,933; k18 =0,8; k19 = 0,93;

Sadm = = 0,89 rot/min

Fz =

Fz = 35,7·11·0,640,75·2100,35 = 164 daN

*Determinarea vitezei de așchiere

v = [m/min]

Cv = 60,8;

T = 60 min;

xv = 0,25;

yv = 0,66;

m = 0,125;

HB = 210; n = 1,75;

v1 = 33,86 m/min;

v2 = 34,23 m/min;

*Determinarea turației de lucru:

[rot/min]

n1 = 242,20 rot/min

n2 = 190,84 rot/min

Adopt: nmu = 185 rot/min

*Calculul vitezelor reale de așchiere:

[m/min]

vr1 = 25,86 m/min

vr2 = 33,19 m/min

*Verificarea puterii:

[kW]

Ne = 0,9kW <Nmu = 7,5kW

6 Determinarea normei de timp

Operația 4 – Strunjire de finisare dintr-o parte

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– strunjire longitudinală;

– strunjire transversală;

– desprinderea piesei.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Pentru această operație se folosește un strung semiautomat monoax cu două cărucioare SSM-2C cu următoarele caracteristici:

– gama de turații ale axului principal: 56 80 100 112 140 160 200

224 315 400 450 560 630 710

– gama de avansuri longitudinale: 0.125 0.15 0.2 0.25

0.40 0.50 0.80 1.00

– gama de avansuri transversale: 0.125 0.15 0.2 0.25

0.40 0.50 0.80 1.00

– puterea mașinii unelte: 24 KW

– randamentul teoretic: η=0.81

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Piesa se orientează si fixează între vârfuri

Metode de reglare a sculelor este cea utilizând un șablon, datorită ușurinței și timpului scurt de reglare a sculelor pe poziția de lucru

5 Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*Adâncimea de așchiere:

t1 = 0,65 mm;

t2 = 0,5 mm;

t3 = 3,0 mm;

t4 = 0,5 mm;

*Stabilirea avansului de lucru:

s = 0,4 rot/min

Verificarea mărimii avansului:

Sadm = [rot/min]

C4 = 35,7;

x1 =1;

y1 =0,75;

t = 0,5;

HB = 210; h = 20; b = 20; L = 30;

n1 = 0,35;

k15 =1; k16 =1; k17 = (r/2)0,1 = 0,933; k18 =0,8; k19 = 0,93;

Sadm = = 0,59 rot/min

Fz =

Fz = 35,7·31·0,40,75·2100,35 = 350 daN

Calculul lungimii curselor de lucru

lci = lși + lpi + lai + ldi [mm]

lc1 = 1 + 128 + 2 + 2 = 133 mm

lc2 = 1+ 45 + 2 + 0 = 48 mm

lc3 = 2 + 15 + 2 +0 = 19 mm

lc4 = 1+ 5,35 + 2 + 0 = 8,35 mm

Calculul lungimii curselor de așchiere

Lungimea cursei de așchiere se obține prin însumarea lungimii de angajare și a lungimii suprafeței prelucrate.

lca1 = 132 mm

lca2 = 47 mm

lca3 = 17 mm

lca4 = 7,35 mm

Calculul numărului de rotații ale arborelui principal pentru cursele de lucru

rot rot

rot rot

Calculul numărului de rotații ale arborelui principal pentru cursele de așchiere

rot rot

rot rot

Calculul coeficienților timpilor de așchiere

Stabilirea durabilității convențional economice

Valorile medii ale durabilităților convențional-economice se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.3 [5] : Tconv1 = Tconv2 = Tconv3 = 30 min; Tconv4 = 50 min

Calculul durabilității sculelor, exprimate în timpi efectivi de așchiere

T = Tconv; T1 = 0,9930 = 29,7 min;

T2 = 0,9830 = 29,4 min;

T3 = 0,8930 = 26,7 min;

T4 = 0,8850 = 44,0 min;

Determinarea vitezei de așchiere

v = [m/min]

C v = 60,8 conform tab. 10.30 [5];T = 30 min; x v = 0,25; y v = 0,66 tab. 10.30 [5]; m = 0,125 tab. 10.29 [5]; HB = 110; n = 1;

; ;

m/min;

v2 = 111,9 m/min; v3 = 72,4 m/min;

v4 = 106,4 m/min;

Determinarea turației de lucru:

Stabilirea turației convențional-economice.

rot/min

rot/min

rot/min

rot/min

Calculul valorii coeficienților exponențiali

Z1 = Z2 = Z3 = Z4 =

Determinarea mărimii auxiliare

Determinarea turației de calcul

rot/min

Determinarea turației reale a arborelui principal

Turația imediat inferioară turației reieșite din calcul este nm-u = 630 rot/min

Calculul vitezei efective de așchiere

m/min

m/min

m/min

Verificarea puterii:

[kW]

KW

Ne = 5,01 kW <Nmu = 7,5kW

Calculul raportului între turația efectivă a arborelui principal și turația convențional-economică

;

;

Determinarea valorilor coeficienților de corecție

Valorile coeficienților de corecție ai durabilităților economice se stabilesc pe baza datelor din tab. 11.5[5]: KT1 = 32 ; KT2 = KT3 = KT4 = 62

Durabilitățile de calcul ale sculelor așchietoare

Tcalc1 = KT1Tconv1 = 3230 = 960 min

Tcalc2 = Tcalc3 =6230 = 1860 min

Tcalc4 = 6250 = 3100 min

6 Determinarea normei de timp

Operația 5 – Strunjire de finisare din cealaltă parte

Întocmirea schiței operației

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– strunjire longitudinală;

– strunjire transversală;

– desprinderea piesei.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Pentru această operație se folosește un strung semiautomat monoax cu două cărucioare SSM-2C cu următoarele caracteristici:

– gama de turații ale axului principal: 56 80 100 112 140 160 200

224 315 400 450 560 630 710

– gama de avansuri longitudinale: 0.125 0.15 0.2 0.25

0.40 0.50 0.80 1.00

– gama de avansuri transversale: 0.125 0.15 0.2 0.25

0.40 0.50 0.80 1.00

– puterea mașinii unelte: 24 KW

– randamentul teoretic: η=0.81

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Piesa se orientează și fixează între vârfuri

Metode de reglare a sculelor este cea utilizând un șablon, datorită ușurinței și timpului scurt de reglare a sculelor pe poziția de lucru

5 Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*Adâncimea de așchiere:

t1 = 0,65 mm;

t2 = 0,6 mm;

t3 = 0,55 mm;

t4 = 0,5 mm;

*Satbilirea avansului de lucru:

s = 0,4 rot/min

Verificarea mărimii avansului:

Sadm = [rot/min]

C4 = 35,7;

x1 =1; y1 =0,75;

t = 0,5;

HB = 210; h = 20; b = 20; L = 30;

n1 = 0,35;

k15 =1; k16 =1; k17 = (r/2)0,1 = 0,933; k18 =0,8; k19 = 0,93;

Sadm = = 0,59 rot/min

Fz =

Fz = 35,7·2,151·0,40,75·2100,35 = 251 daN

Calculul lungimii curselor de lucru

lci = lși + lpi + lai + ldi [mm]

lc1 = 1 + 81 + 2 + 0 = 84 mm

lc2 = 1 + 44 + 2 + 0 = 47 mm

lc3 = 1 + 30 + 2 +0 = 33 mm

lc4 = 1 + 9 + 2 + 0 = 12 mm

Calculul lungimii curselor de așchiere

Lungimea cursei de așchiere se obține prin însumarea lungimii de angajare și a lungimii suprafeței prelucrate.

lca1 = 83 mm

lca2 = 46 mm

lca3 = 32 mm

lca4 = 11 mm

Calculul numărului de rotații ale arborelui principal pentru cursele de lucru

rot rot

rot rot

Calculul numărului de rotații ale arborelui principal pentru cursele de așchiere

rot rot

rot rot

Calculul coeficienților timpilor de așchiere

Stabilirea durabilității convențional economice

Valorile medii ale durabilităților convențional-economice se stabilesc pe baza datelor din tabelul 11.3 [5] : Tconv1 = Tconv2 = Tconv3 = Tconv4 = 30 min;

Calculul durabilității sculelor, exprimate în timpi efectivi de așchiere

T = Tconv; T1 = 0,9930 = 29,7 min;

T2 = 0,9830 = 29,4 min;

T3 = 0,9730 = 29,1 min;

T4 = 0,9230 = 27,6 min;

Determinarea vitezei de așchiere

v = [m/min]

C v = 60,8 conform tab. 10.30 [5];T = 30 min; x v = 0,25; y v = 0,66 tab. 10.30 [5]; m = 0,125 tab. 10.29 [5]; HB = 110; n = 1;

; ;

m/min;

v2 = 106,9 m/min; v3 = 77,8 m/min; v4 = 112,8 m/min;

Determinarea turației de lucru:

Stabilirea turației convențional-economice.

rot/min

rot/min

rot/min

rot/min

Calculul valorii coeficienților exponențiali

Z1 = Z2 = Z3 = Z4 =

Determinarea mărimii auxiliare

Determinarea turației de calcul

rot/min

Determinarea turației reale a arborelui principal

Turația imediat inferioară turației reieșite din calcul este nm-u = 630 rot/min

Calculul vitezei efective de așchiere

m/min

m/min

m/min

Verificarea puterii:

[kW]

KW

Ne = 3,1 kW <Nmu = 7,5kW

Calculul raportului între turația efectivă a arborelui principal și turația convențional-economică

;

;

Determinarea valorilor coeficienților de corecție

Valorile coeficienților de corecție ai durabilităților economice se stabilesc pe baza datelor din tab. 11.5[5]: KT1 = 25 ; KT2 = KT3 = KT4 = 62

Durabilitățile de calcul ale sculelor așchietoare

Tcalc1 = KT1Tconv1 = 2530 = 750 min

Tcalc2 = Tcalc3 = Tcalc4 = 6230 = 1860 min

6 Determinarea normei de timp

Operația 6, 7 – Frezare degroșare canal de pană

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– frezarea canalului;

– desprinderea piesei din dispozitiv.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Mașină de frezat universală FU 42×1850 mm

Caracteristici:

S=450×1850 mm

L=1180mm

N=8 kw

Turațiile axului principal : 36; 50; 66; 90; 120; 160; 210; 280; 376; 500; 675; 900.

Avansul longitudinal; 16; 24; 36; 56; 68; 85; 102; 124; 150; 278; 355; 520.

Avansul transversal; 1/2 din avansul longitudinal.

Avansul vertical; 1/3 din avansul longitudinal

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic. Reglarea se realizează prin intermediul a două cale de reglare.

5. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*adâncimea de așchiere : t = 4,5 mm;

*avansul pe dinte : sd = 0,06 mm/dinte;

*numărul de dinți : z = 5 dinți;

*viteza de așchiere : v = 37,42 m/min;

*turația de așchiere : n = 275 rot/min;

*forța la așchiere : F = 388 N;

*puterea necesară : Ne = 0,76 kW

6 Determinarea normei de timp

Operația 8, 9 – Frezare finisare canal de pană

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– frezarea canalului;

– desprinderea piesei din dispozitiv.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Mașină de frezat universală FU 42×1850 mm

Caracteristici:

S=450×1850 mm

L=1180mm

N=8 kw

Turațiile axului principal : 36; 50; 66; 90; 120; 160; 210; 280;

376; 500; 675; 900.

Avansul longitudinal; 16; 24; 36; 56; 68; 85; 102; 124; 150;

278; 355; 520.

Avansul transversal; 1/2 din avansul longitudinal.

Avansul vertical; 1/3 din avansul longitudinal

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic. Reglarea se realizează prin intermediul a două cale de reglare.

5. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

*adâncimea de așchiere : t = 5 mm;

*avansul pe dinte : sd = 0,06 mm/dinte;

*numărul de dinți : z = 5 dinți;

*viteza de așchiere : v = 47,42 m/min;

*turația de așchiere : n = 675 rot/min;

*forța la așchiere : F = 488 N;

*puterea necesară : Ne = 0,76 kW

6 Determinarea normei de timp

Operația 10 – Găurire ø5

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– prelucrarea găurii;

– desprinderea piesei din dispozitiv.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Mașina de găurit G25.

Caracteristici:

– diametrul maxim convențional Ø25 mm

– lungimea cursei burghiului 315 mm

– adâncimea maxima 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

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Reglarea la cotă se face prin dispozitivele aflate pe mașina-unealtă.

5. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Adâncimea de așchiere: t = 2,5 mm;

Avansul:

Viteza de așchiere:

Turația:

Forța de așchiere:

Momentul de torsiune:

6 Determinarea normei de timp

Operația 11 – Găurire ø5, filetare M6

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

– prinderea semifabricatului în dispozitiv;

– prelucrarea găurii;

– filetare;

– desprinderea piesei din dispozitiv.

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Mașina de găurit GPR25.

Caracteristici:

– diametrul maxim convențional Ø25 mm

– lungimea cursei burghiului 315 mm

– adâncimea maxima 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

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Reglarea la cotă se face prin dispozitivele aflate pe mașina-unealtă.

5. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Adâncimea de așchiere: t1 = 2,5 mm; t2 = 0,5 mm

Avansul:

Viteza de așchiere:

Turația:

6 Determinarea normei de timp

După normative

4.3. Proiectarea celei de-a doua variante de proces tehnologic

Operația 4

Întocmirea schiței operației:

2 Precizarea fazelor operației și a modului de lucru:

a. fixare și orientare piesă

1.strunjire cilindrică exterioară

b. desprindere piesă

3. Stabilirea principalelor caracteristici ale sistemului tehnologic

Caracteristici strung de copiat S-pilote

– diametrul maxim de treceri:

-peste ghidajele batiului: 450mm

-în fața saniei de copiat: 350mm

– distanța dintre vârfuri: 1000mm

– domeniul de turații: 50..3150

– domeniul avansurilor longitudinale: 0,03..0,9

– puterea motorului principal: 14Kw

4. Stabilirea orientării și fixări piesei la prelucrare și a metodei de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic.

Piesa se orientează și fixează între vârfuri

Metode de reglare a sculelor este cea utilizând un șablon, datorită ușurinței și timpului scurt de reglare a sculelor pe poziția de lucru

5. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Determinarea regimurilor de lucru

1)stabilirea diametrului echivalent

2)avansul de lucru

S= 0,25mm/rot [tab 10.3] ()

SMu= 0.22 mm/rot

3)viteza de așchiere

Din tabel 9.14 [14]

4)determinarea turației

nMu=500

Se recalculează viteza de așchiere:

5)verificarea puterii

Pas=92daN

6. Determinarea normei de timp

○ Calculul timpului de bază:

tb = 3,794

○ Calculul timpului ajutător:

strunjire : 1,72 min;

○ Calculul timpului de deservire

strunjire : 3,5% Tb;

○ Calculul timpului de întreruperi

strunjire : 5,5% Top;

NT = 0,909 + (3,794+ 1,72) + 0,019 + 0,126 = 6,569

Operația 5

1. Determinarea valorilor parametrilor regimului de lucru

Avansul de lucru: s = 0,3 mm/rot

Turația de lucru: n = 630 rot/min

2. Determinarea normei de timp

○ Calculul timpului de bază:

tb = 3,626

○ Calculul timpului ajutător:

strunjire : 1,72 min;

○ Calculul timpului de deservire

strunjire : 3,5% Tb;

○ Calculul timpului de întreruperi

strunjire : 5,5% Top;

NT = 0,909 + (3,626+ 1,72) + 0,022 + 0,129 = 6,406

NT = 66,982 min

5. Estimarea variantei optime a procesului proiectat.

Estimarea variantei optime pentru procesul de prelucrare studiat se face analizând structura și numărul de operații a celor două variante tehnologice, precum și norma de timp calculată pentru fiecare variantă.

Din punct de vedere al numărului de operații cele două variante sunt identice, dar din punctul de vedere al normei de timp se constată că a doua variantă este mai lungă decât prima cu aproximativ 6 min/piesă, ceea ce duce la o economie de timp de circa 1000 de ore.

Consider că varianta optimă pentru realizarea piesei proiectate din punct de vedere tehnologic este VARIANTA 1.

PARTEA a–II-a

PROIECTAREA UNUI ECHIPAMENT TEHNOLOGIC AFERENT

Proiectarea dispozitivului de frezat –operația nr.6

1. Datele necesare proiectării dispozitivului pentru operația nr.6 frezare.

Stadiul de prelucrare a piesei.

1.2. Elementele operației pentru care se proiectează dispozitivul.

Elementele necunoscute ce trebuie cunoscute sunt: fazele operației, mașina unealtă utilizată, scule utilizate, regimul de așchiere, forța de așchiere.

Fazele operației sunt:

– frezare canal cu lățimea: b=11

Operația se realizează cu o mașina de frezat. FU 450×1850

Caracteristicile mașini sunt următoarele:

– turația arborelui principal [rot/min]: 45; 50, 66, 90, 120, 160, 210, 280, 476, 500, 675,

– avansul longitudinal al mesei: 16, 24, 36, 56, 68, 85, 102, 124, 150; 278; 355; 520;

– avansul transversal al mesei: ½ din avansul longitudinal [mm/rot]

– avansul vertical al mesei: 1/3 din avansul longitudinal [mm/rot]

2. Stabilirea sistemului bazelor de orientare a piesei în dispozitiv.

2.1. Schița operației

2.2. Stabilirea cotelor de realizat pe piesa la prelucrare și a sistemului bazelor de cotare.

2.3. Stabilirea sistemului bazelor de orientare a piesei la prelucrare și a elementelor de orientare.

Variante :

I/ [1]+[2]+[3]

II/ [4]+[5]

2.4. Calculul erorilor maxime admise la orientare.

Eroarea maxima admisa la orientarea unei piese in dispozitiv este data de relația:

= este eroarea de orientare maxima admisa la cota d; in mm

Tp(d)= este toleranta piesei la cota d, de realizat la prelucrare

Td(d)= este toleranta la cota funcționala a dispozitivului

ω(d)= este precizia medie economica pt. diverse procedee de prelucrare; ω(d)= conform tabel 2.11 [îndrumar]

2.5. Calculul erorilor de orientare a piesei la prelucrare.

Erorile variantei I:

Erorile variantei II:

2.6. Proiectarea elementelor de orientare

O orientare corectă a unei piesei este cea în care se preia toate cele 6 grade de libertate ale piesei.

În cazul de față sunt preluate 5 grade de libertate, iar elementele de orientare sunt:

prisme de reazem cu găuri de fixare nefiletate, STAS 8881-82, care preiau 4 grade de libertate – (fig.1);

cep de orientare , care preia 1 grad de libertate (fig.2).

Pentru montarea acestora se utilizează șuruburi cu cap cilindric și locaș hexagonal interior, SR ISO 4762 :93 și știfturi de centrare STAS 5199 – 80.

Proiectarea elementelor de reglare (poziționare) a sculelor

Specific dispozitivelor de frezat este poziționarea sculelor față de suprafața/suprafețele de prelucrat. În vederea executării canalului de pană se utilizează o cală de reglare a sculei (fig.3), care se poziționează față de fundul, respectiv de unul dintre flancurile canalului de pană de prelucrat.

Proiectarea mecanismului de strângere

Strângerea se realizează cu o bridă (fig.4) acționată de un motor pneumatic cu fixare pe tălpi cu simplă acțiune.

Calculul forței de fixare

F1, F2, F3 = componentele forței de așchiere

Avem următoarele ipoteze de pierdere a echilibrului:

1. F2 pe direcția deplasează piesa pe reazem

k= coeficient de siguranță:

k=4 pentru frezare

2. F3 poate roti piesa pe prisme

R=20mm

R1=12,5mm

Dimensionare motor:

Adopt diametrul motorului: D = 10 cm

Forța realizată este dată de relația:

Q=pπD2/4, Q= 4·π·102/4 = 314 daN

Proiectarea corpului dispozitivului și a elementelor de asamblare

Pentru a stabili configurația corpului dispozitivului, a dimensiunilor și formei lui, este necesar să se știe 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.

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.

Toate suprafețele elementelor dispozitivului care influențează precizia cotei de realizat sunt rectificate, iar cotele lor sunt tolerate corespunzător conform standardelor în vigoare.

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]

Proiectarea elementelor de legătură cu mașina unealtă și a celorlalte elemente

Dispozitivele de frezat, în general, 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, iar orientarea pe masa mașinii se face prin intermediul penelor de ghidare (2) .

Dimensiunile elementelor de strângere, centrare și orientare se aleg funcție de dimensiunile canalelor T (figura 5) ale mesei mașinii, specifice tipului mașinii alese pentru prelucrare, conform celor arătate anterior.

Fig. 5

Strângerea dispozitivului pe masa mașinii se face cu ajutorul șuruburilor pentru canale T , STAS 1386-70 și a piulițelor înalte, STAS 2097-51 (figura 6).

Fig. 6

Un element caracteristic dispozitivelor de frezat este pană de ghidare a dispozitivului pe masa mașinii unelte (fig.7).

Stabilirea cotelor funcționale ale dispozitivului și a abaterilor acestora

Cotele funcționale ale dispozitivului sunt acele cote care determină cotele ce trebuie să se obțină pe piesă la prelucrare.

Principalele cote funcționale ale dispozitivului se regăsesc pe ansamblu ca elemente de închidere a unor lanțuri de dimensiuni.

În afara cotelor care se regăsesc și pe piesă, mai sunt și alte cote ale dispozitivului care determină dimensiunile de realizat pe piesă:

dimensiunile elementelor de orientare (dornuri, ghidaje, bucșe etc.) pe care se centrează semifabricatele;

dimensiunile pieselor care ghidează sculele, cum sunt alezajele bucșelor de ghidare;

cotele de poziție reciprocă a unor elemente de orientare; acestea trebuie să aibă cota nominală egală cu cota medie a piesei care se prelucrează, iar toleranța de 2 … 4 ori mai mică decât cota piesei și repartizată simetric.

Toleranțele Td ale cotelor de închidere a lanțurilor de dimensiuni ale dispozitivului se iau procentual din toleranțele Tp ale cotelor corespunzătoare ale piesei:

Td=…Tp

Cote care apar pe desenul dispozitivului:

pe piesă: , pe dispozitiv: ;

pe piesă: , pe dispozitiv: ;

pe piesă: , pe dispozitiv:

Pe dispozitiv, pentru realizarea acestei cote pe piesă în limitele indicate, trebuie realizată cota R, cu toleranța mai mică decât cea indicată pe desenul de execuție.

Stabilirea metodelor de rezolvare a lațurilor de dimensiuni ale ansamblului și calculul acestora

Principalul lanț de dimensiuni al ansamblului dispozitivului este acela care are ca element de închidere cota stabilită anterior. Pentru a stabili elementele ce formează lanțul care determină cota menționată R trebuie să se urmărească pe ansamblu legăturile succesive ale pieselor ansamblului pe direcțiile cotei.

În construcția dispozitivelor se folosesc în principal trei metode de rezolvare a acestor lanțuri: interschimbabilității, ajustării și reglării.

Utilizarea uneia dintre cele trei metode este impusă de construcția dispozitivului, de precizia cerută și de posibilitățile tehnice ale atelierului unde se execută dispozitivul, urmărind ca acestea să se obțină la un cost minim.

Pentru rezolvarea lanțurilor de dimensiuni se va folosi metoda interschimbabilității, deoarece cota de închidere se obține prin asamblarea pieselor componente ale dispozitivului fără ca acesta să necesite ajustări. Acest lucru impune ca elementele componente ale dispozitivului să fie realizate cu toleranțe relativ strânse.

Pentru cota 5±0,1 a piesei lanțul de dimensiuni este:

Modul de lucru cu dispozitivul

Se montează dispozitivul pe masa mașinii-unelte prin intermediul șuruburilor pentru canale T, după ce a fost orientat cu ajutorul penelor de orientare (2), montate pe placa de bază (1) a dispozitivului cu șuruburile (3).

Se orientează piesa de prelucrat în dispozitivul de frezat, prin intermediul prismelor de orientare (4) și se tamponează frontal cu cepul de reglare (10). După orientarea piesei în dispozitiv, se acționează asupra motorului pneumatic (21), motor care transmite forța de strângere dezvoltată la șurubul (20) și de aici mai departe la brida (7). Astfel piesa este orientată și fixată în dispozitiv.

După prelucrarea canalului de pană are loc scoaterea piesei din dispozitiv. Aceasta se face în modul următor: se acționează în sens invers asupra motorului, astfel tija pistonului se deplasează de sus în jos, împingând șurubul (20) în jos, astfel încât acesta nu mai presează pe bridă și piesa nu mai este fixată în dispozitiv; se trage de bridă până când aceasta nu mai este deasupra piesei și apoi se scoate piesa din dispozitiv.

Stabilirea materialului elementelor componente ale dispozitivului

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

Astfel avem:

PARTEA a–III-a

ORGANIZAREA ȘI PROGRAMAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE FABRICARE

Determinarea tipului de producție

Se aplică metoda 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=4080/10000•60=24.48

c.Se determină indicatorul TPi:

TPi =rg/Tui Tui-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.. Analiza tipului de amplasare a locurilor de muncă

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

Stabilirea numărului de mașini-unelte și a încărcării lor:

, se adoptă ,

3. Analiza formei de mișcare a pieselor în cadrul fluxului tehnologic

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

4. Determinarea lotului de fabricație optim, a lotului de fabricație economic. Determinarea lotului de transport optim și a lotului de transport economic.

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 OLC 45;

m – masa piesei.

Lotul de fabricație economic.

4.2. Determinarea 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= 111.43 buc.

Lotul de transport economic.

Ntec= 100 buc.

Numărul de loturi:

Numărul de loturi de transport pe lot economic:

–

5. Durata ciclului

Tc=durata ciclului de fabricație a unui lot de piese:

[min]

6. Perioada de repetare

Tr=Nec*Rg=1000*24.48=24480 min=408 ore = 51 schimburi

7. Parametrii specifici fiecărei operații tehnologice:

-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+

8. Calculul stocurilor:

Stocul de producție neterminată interoperații:

Parametrii specifici fiecărei operații tehnologice sunt prezentați în tabelul următor:

PARTEA a–IV-a

MĂSURI DE TEHNICA SECURITĂȚII MUNCII SPECIFICE PROCESULUI PROIECTAT

Pentru prevenirea accidentelor de munca și a îmbolnăvirilor profesionale se vor lua o serie de masuri preventive, dintre care se amintesc:

– personalul operator trebuie sa fie in permanenta instruit asupra modului de lucru la operația respectiva, și asupra masurilor ce trebuie sa le ia in momentul apariției unor fenomene necorespunzătoare procesului;

– intervențiile la utilaje,altele decât cele specifice operației, se vor face numai de către personalul de întreținere/reglare special instruit in acest scop, și numai in stare de repaus a mașinii;

– echipamentul de lucru standard (salopeta, mănuși, ochelari) este obligatoriu, daca normele specifice utilajului nu prevăd alte mijloace de protecție;

– dispozitivele de lucru trebuie sa asigure o fixare rigida a pieselor. In cazul dispozitivelor pneumatice se vor prevede blocaje pentru a împiedica desprinderea piesei in caz de întrerupere a alimentarii cu aer.

– dispozitivele de fixare a pieselor sau sculelor, care executa diferite mișcări in timpul lucrului, vor fi lipsite de proeminente.

– sculele se vor verifica la intervale de timp corespunzătoare durabilității stabilite prin normative; cele care prezintă fisuri,lipsuri de material, depuneri de material, deformării ale zonei de prindere se înlocuiesc obligatoriu;

– la mașinile cu zona de așezare/prindere a pieselor la o înălțime mai mare de 800 mm se vor prevede grătare suplimentare, executate din materiale antiderapante și izolatoare;

– în locurile de munca unde este necesar iluminatul local se va folosi tensiunea de 12/24/(max.36) V.

– pentru protecția împotriva electrocutării, toate utilajele vor fi asigurate prin legarea la pământ și la nul, conform standardelor și instrucțiunilor in vigoare.

– la operațiile unde nu se pot folosi ecrane de protecție, se vor utiliza ochelari sau viziere.

– înlăturarea așchiilor se va face cu perii speciale sau cârlige.

– evacuarea deșeurilor de la mașini unelte se face cel puțin o data pe schimb.

PARTEA a–V-a

STUDIU DE CAZ: FIABILIZAREA MASINII DE ASAMBLAT BIELA

BIBLIOGRAFIE

Alexandru Ioan, ș.a., Alegerea și utilizarea materialelor metalice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

Chiriță G., Toleranțe și ajustaje, Editura Univerșității Pitești, 1999

Chiriță, V. I., Matrițarea la cald a metalelor, Editura tehnică, București, 1973

Drăghici, G., Tehnologia construcțiilor de mașini, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977

Nanu A., Tehnologia materialelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Picoș, C., ș.a., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, vol I, Editura Univerșitas, Chișinău, 1992

Picoș, C., ș.a., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, vol II, Editura Univerșitas, Chișinău, 1992

Tache , V., Ungurenu, I., ș.a., Îndrumar de proiectare a dispozitivelor, Litografia Institutului politehnic, București, 1980.

Vlase A., ș.a., Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp, vol I și II, Editura Tehnică, București, 1985

Vucu, I., Tehnologia construcției de mașini, Editura Univerșității Pitești, 1997

Stroe, C-tin, Managementul întreprinderii, Editura Univerșității Pitești, 2002

Nițu, E. L., Managementul producției, Editura Univerșității Pitești, 2002

BORDEROU DE PLANȘE