Studiul și proiectarea unei matrițe de injecție pentru reperul ,,Cap de presare, aflat în componența unui dispozitiv de verificare a unui airbag [304052]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI

PROIECT DE DIPLOMĂ

Studiul și proiectarea unei matrițe de injecție pentru reperul ,,Cap de presare’’, aflat în componența unui dispozitiv de verificare a unui airbag

Coordonator:

Ș.l.dr. ing. Cristina Biriș

Absolvent: [anonimizat]

2018

Studiul și proiectarea unui matriție de injecție pentru reperul ,,Cap de presare’’, aflat în componența unui dispozitiv de verificare a unui airbag.

Rezumat

Această lucrare este structurată în două părți , o parte de cercetare și o parte tehnică. Partea de cercetare se intitulează ,, Studiul si proiectarea unei matrițe de injecție pentru reperul ,,cap de presare“ aflat în componența unui dispozitiv de verificare a unui airbag “iar partea tehnică este intitulată ,, Proiectarea procesului tehnologic de fabricație a reperului ,, Placă matriță fixă’’.

Pe parcursul primei părți (I) prezint studiul și proiectarea unei matrițe de injecție pentru reperul ,,cap de presare“,iar acest reper face parte din componența unui dispozitiv de verificare a unui airbag tip ,,cortină“ . Am ales această temă deoarece doresc îmbunătățirea reperului ,, cap de presare’’prin realizarea lui pe o [anonimizat] o imprimată 3D .

Primul capitol abordează o prezentare generală a [anonimizat], și reperul din componența lui.

În al 2-lea capitol efectuez o modelare a dispozitivului de verificare numit cuib de asamblare unde realizez o descriere a funcționării lui, o prezentare a fiecărui component al dispozitivului mai exact unde se folosește și rolul funcțional al acestor componente . Acest capitol mai prezintă și modelul 3D al dispozitvului verificator .

Capitolul 3 numit ,, Proiectarea componentei,,cap de presare‘’este destinat modului de proiectare a [anonimizat] a [anonimizat] , contracții, tehnologicitate , și nu în ultimul rând o analiza a reperului care urmează a fi realizat pe matrița de injectare.

Proiectarea și modelarea matriței pentru reperul ,,cap de presare’’este intitulat capitolul 4 [anonimizat] , modul de funcționare și materialele din care sunt realizate principalele componente.

Partea a doua (II) intitulată ,, Proiectarea tehnologiei de execuție pentru reperul ,, Placă matriță fixă’’ este structurată :

Proiectarea tehnolgiei de execuție a reperului ,,Placă matriță fixă“ , care cuprinde 6 operații.

Operațiile 1 ( Frezare )și 8 ( Găurire) au fost prezentate în două variante.

[anonimizat] ,,Placă matriță fixă“ , dispozitivului de verificat airbag, a desenului de ansamblu pentru Matrița de injectat mase plastice și calibru tampon ,,T-NT’’

[anonimizat] a technical part.The research part is titled ,, Study and design of an injection mold for the ,,head press’’ component of airbag checker device’’ and the technical part entitled ,,Designing Execution Technology for the "Plain Mold Plate".

During the first part ( I ) I present the study and design of an injection mold for the ,,head press’’ component of airbag checker device.I chose this theme because I want to improve the ,, head press’’ by making it onto a plastic injection mold, currently being designed on a 3D print.

The first chapter addresses an overview of Joyson Safety Systems Sibiu and I,together with my team , made the airbag checker , and benchmark in it.

In the II chapter I realize a modeling of the verification device called assembly nest where it performs a description of it’s operation, a presentation of each component of the device more precisely where the functional role of these components is used .This chapter also shows the 3D model of the verification device.

Chapter III called ,, Component Design – Pressing Head’’ intendend for the design of the mark where the theoretical elements related to plastics are presented, design rules for plastic part, defects, contractions, technology, and last but not least an analysis of the reference to be made on the injection mold.

,,Designing and shaping the mold for the ,,press head’’ is entitled chapter IV in which the injection mold is designed, describes the mold, the operating mode and the materials from which the main components are made.

The second part ( II ) entitled ,, The design of the execution technology for the ,, Fixed mold plate’’ is structured :

Designing the execution technique of the ,, Fixed mold plate’’, which comprise 6 operations .

Operations 1(Milling) and 8 (Drilling) which are presented in two variants.

The graphic covers the technology film sheets , the ,,Fixed mold plate’’, the airbag checker , the plastic injection assembly drawing and buffer calibration,,T-NT’’.

I.Partea de cercetare

STUDIUL SI PROIECTAREA UNEI MATRIȚE DE INJECȚIE PENTRU REPERUL ,,CAP DE PRESARE’’AFLAT ÎN COMPONENȚA UNUI DISPOZITIV DE VERIFICARE A UNUI AIRBAG.

1.Introducere și prezentarea generală a firmei și a produsului – airbag

1.1 Introducere

Joyson Safety Systems este firma de la care am ales partea de cercetare și anume un dispozitiv de verificare a unui airbag tip cortină. Acest dispozitiv este parte a unui stand de asamblare a modelului de airbag BMW F45 ECE parte dreapta /stânga .

Pe lângă studiul legat de funcționalitatea dispozitivului , am ales de pe acest dispozitiv un,, cap de presare’’ realizat dintr-un material plastic pe care îl voi studia și voi proiecta pentru acest reper o matriță de injectat mase plastice .

Fig.1 Poziționare dispozitiv+airbag pe un stand BMW

1.2 Informații generale legate de firma Joyson Safety Systems

Joyson Safety Systems este o companie producătoare de componente auto din Japonia . Compania are facilități de producție pe patru continente , iar în Europa sediul central este stabilit în Germania , unde deține și nouă facilități de producție .

Joyson Safety Systems este al treilea producător de componente auto de pe piața din România .

În prezent compania se numește Joyson Safety Systems după ce Takata a fuzionat cu KSS ( Key Safety Systemes ) și deține două fabrici la Arad , pentru producția de centuri de siguranță și de volane auto, și o fabrică la Sibiu , pentru producția de airbaguri.

1.3 Prezentare generală a produsului – airbag

1.3.1 Generalități airbag

Airbag-urile au apărut pentru a proteja omul în cazul unui accident rutier .Mașinile au devenit tot mai performante și în consecință mai rapide de-a lungul anilor iar nivelul de siguranță a trebuit să țină pasul ajungând astăzi la sisteme de siguranță pentru pietoni nu doar pentru pasagerii din mașină.

Primele airbag-uri au apărut în anii 1950 dar au fost introduse pe mașinile de serie după 20 de ani de la apariția lor , acum existența unor mașini fară cel puțin un airbag este imposibilă .

Pernele de aer formează un sistem pasiv de siguranță al automobilelor pe lângă centura de siguranță , s-a demonstrat că un airbag declanșat în timpul unei coliziuni poate răni grav pasagerul dacă acesta nu poartă centura de siguranță , de aceea la majoritatea automobilelor declanșarea airbag-ului are ca și condiție principal purtarea centurii de siguranță .

1.3.2 Tipuri de airbag-uri

Există următoarele tipuri de airbag-uri pentru diferite zone ale corpului :

Fig. 2.Tipuri de airbag-uri [13]

A – airbag frontal șofer

B- airbag frontal pasager

C- airbag genunchi

D- airbag lateral

E- airbag tip cortină

La Joyson Safety Systems se realizează următoarele tipuri de airbag-uri :

Airbag frontal șofer – acest tip de airbag este localizat în volan , acesta previne accidentarea șoferului în cazul unei coliziuni frontale .

Fig. 3. Airbag șofer

Airbag frontal pasageri – este localizat în bordul automobilului în fața pasagerului de lângă șofer și previne accidentarea pasagerlului în cazul unei coliziuni frontale.

Fig. 4.Airbag pasager

Airbag lateral – este localizat pe părțile laterale ale automobilului mai exact pe părțile laterale ale scaunelor , acesta previne accidentarea pasagerilor în timpul unei coliziuni laterale .

Fig. 5. Airbag lateral

Airbag tip cortină -este localizat lateral pe plafonul mașinii în zona capului , previne accidentarea pasagerilor în timpul coliziunilor laterale sau accidentelor ce implică rostogolirea mașinii .

Fig. 6. Airbag tip cortină

Airbag pentru genunchi – este localizat în zona genunchilor sub bordul mașinii , acesta oferă protecție pasagerilor în cazul unui impact frontal.

Fig. 7. Airbag pentru genunchi

2.Modelarea dispozitivului de verificare ,, cuib de asamblare ’’

2.1 Descrierea generală a dispozitivului

Dispozitivul de verificare numit ,, cuib de asamblare’’ realizat împreună cu echipa de la Joyson Safety Systems face parte dintr-un stand special conceput pentru verificarea airbag-urilor tip ,,cortină’’. Acest stand este dedicat doar pentru modelul de autovehicul BMW , standul este format din 8 cuiburi de asamblare si un cuib pentru confirmarea bulinei negre de pe difuzorul airbag-ului.

Airbagul are în componența lui și părți de prindere în mașină, acestea se numesc urechi de prindere , în acestea se asamblează diferite componente cum ar fi : placă întărire/fixare , Element deținător , șurub , șaibă specială , pini și element de strângere.

Tab. 1 Componente de asamblare ureche – airbag

Dispozitivul este conceput pentru a verifica dacă aceste componente sunt asamblate corect ,acesta mai are ca și rol secundar inserarea completă a elementului de strângere în cazul în care un operator nu introduce aceste element în urechea airbag-ului conform instrucțiunilor de lucru .

Toate dispozitivele verificatoare( cuiburile de asamblare ) sunt conectate la o unitate de control care transmite semnale vizuale la un display .

Din acest panou se pot vizualiza senzorii , se pot schimbă modelele , reseta stații , blocare stații etc.

Standul , respectiv, dispozitivele verificatoare , sunt concepute ca și un sistem antigreșeală Poka-Yoke.

2.2 Realizarea 3D a dispozitivului de verficare

În continuare , pentru a vizualiza dispozitivul ,componentele lui și pentru a întelege mai bine funcționalitatea dispozitivului am realizat modelul 3D în programul de modelare CATIA V5-6R2013

Pentru realizarea modelului 3D a dispozitivului verificator se demontează fiecare component și se măsoară componentul respectiv cu ajutorul unor mijloace clasice de măsurare .

Etape de realizare a modelului 3D :

Etapa a) – Am realizat cele două plăci de bază care sunt legate între ele printr-o bucșă cu gaură filetată unde ulterior se introduce un șurub M10 .

Este necesară prezența a două plăci de bază din cauza faptului că placa de jos translatează cu ajutorul unor rulmenți liniari pe cele două șine aflate paralel una de cealaltă pe stand .

Etapa b) – S-au ales două profile de 40 [mm] unul L=200 [mm] și altul l=114 [mm] asamblate în formă de L legate prin intermediul unui colțar. Profilele sunt prinse de plăcile de bază prin intermediul a două șuruburi M8.

Etapa c) – în această etapă am modelat brațul , maneta și capul de presare în care sunt inserați senzorii de detecție și fibra, pe care apoi le-am asamblat .

Etapa d) – în ultima etapă se realizează cuibul de detecție a plăcii de întarire/fixare și suportul de airbag de stânga și dreapta .

În continuare se va realiza un tabel cu toate componentele ansamblului și dispozitivul asamblat :

Tabel 2 – Componentele ansamblului

Fig. 2.2.0.1 Vederea de ansamblu a dispozitivului realizat în Catia V5

Cu ajutorul programului de randare KeyShot 7 se realizează o vedere de ansamblu aproape de realitate , această randare s-a realizat deoarece am dorit să se evidențieze clar materialele din care este realizat dispozitivul .

Fig 2.2.0.2 Ansamblul dispozitivului de verificare randat

2.2.1 Descrierea principalelor componente ale dispozitivului

În continuare voi prezenta componentele dispozitivului conform tabelului 2.2.1 :

Cuib detecție a plăcii de întărire/fixare – este componentul pe care se așează urechea airbag-ului , în care se inserează elementul de strângere și pe care se află senzorii și una din fibrele de verificare.

Placă inferioară – acest component ajută la deplasarea dispozitivului în stânga și dreapta cu ajutorul unor rulmenți liniari . Acest lucru ajută la schimbarea mai rapidă a modelului de airbag .

Placă superioară – este legată de placa inferioara cu ajutorul unei bucșe în care se află un alezaj filetat M10.

Profil de 40 mm – este,,corpul’’ dispozitivului , sunt 4 la număr , aceste profile de diferite dimensiuni ajută la susținerea elementelor : braț de apăsare , nest detecție bracket , panou de conectare senzori.

Colțar – face legatura la 90 ° a două profile.

Panou conectare senzori – panoul în care se conectează mufele senzorilor.

Braț de apăsare – este elementul aflat la 90° unde la un capăt se află reperul cap de presare , iar la celălalt capăt se află mânerul cilindric .

Cap de presare – este reperul , care are în componența lui 3 senzori inductivi și o fibră , acesta realizează susținerea urechii airbag-ului .

Senzori inductivi și fibră – Senzorii inductivi ajută la confirmarea existenței părții metalice a componentului de asamblare , iar fibra are rolul de a identifica corect grosimea materialului.

Unitate rotativă /semirotativă – Unitatea rotativă este legată de brațul unei plăci , și are rolul de susținere si mobilitate a brațului sus / jos . Acest element mai are rolul de a regla mobilitatea brațului.

Suport airbag – are simplul rol de a susține airbagul.

Măner cilindric – acest element este parte a brațului de apăsare și este conceput pentru operatori .

Camă index de acționare – este elementul de fixare a dispozitivului pe stand , este un mod simplu și rapid de fixare .

2.3 Modul de funcționare a dispozitivului

Pentru a putea întelege modul de funcționare a dispozitivului , trebuie descrisă funcționarea și modul de utilizare a standului BMW .

Standul airbag BMW este format din 7 dispozitive verificatoare , si un dispozitiv pentru difuzorul airbagului , difuzor pe care se află o bulină de culoare neagră .

Operatorul preia airbagul de pe fluxul liniei , așează piesa pe dispozitiv , pe dispozitivul numarul 6 se află două bariere de detecție , operatorul asează airbagul în bariera corespunzătoare modelului și în acest moment se poate începe asamblarea / verificarea .

Operatorul asamblează manual componentele urechii airbag-ului , se introduce clama de fixare în cuibul de detecție a plăcii de fixare/întărire , se lasă jos brațul unde se află capul de presare , se confirmă bulina de culoare neagră de pe difuzor prin intermediul unui fascicol luminos de pe fibră , fiecare nest având rolul lui .

Dispozitivul are două părți active:

a) brațul mobil + cap presare + senzori și fibră

b) profil + cuib detecție a plăcii de întărire/fixare + senzori și fibră

a) În prima parte, brațul mobil este acționat de către operator asupra airbagului , capul de presare împreună cu senzorii intră în contact cu urechea airbagului și o ține pe poziție .

Pe capul de presare se află 3 senzori inductivi M5 și o fibră M8. Senzorul aflat în partea inferioară a reperului cap de presare detectează partea superioară metalică a urechii clipsului .

Senzorul superior stănga/dreapta detectează prezența elementului deținător pentru fiecare model în parte.Fibra M8 aflată pe partea opusă a reperului cap de presare detectează poziția corectă a materialului urechii .

b) În a doua parte cuibul de detecție a plăcii de întărire/fixare este prins de cele două profile așezate paralel unul față de celalalt , pe acesta se află înfiletat senzorul inductiv M5 și o fibră M8 , între cele două elemente se mai află un senzor inductiv tot de M5 care este prins de profil cu ajutorul unui colțar de aluminiu .

Senzorul din stânga a cuibului de detecție , detectează poziția corectă a plăcii de întărire/fixare în timp ce senzorul aflat sub cuibul de detecție la centru , detectează vârful clemei de fixare. Fibra ca și în prima parte are același rol de detecție corectă a poziției materialului urechii .

După terminarea asamblării/verificării dacă totul este conform, brațul se ridică automat din cauza presiunii aerului din pistonul rotativ situat pe braț , în caz contrar, brațul ramâne în poziția actuală.

3. Proiectarea reperului ,,cap de presare’’

3.1. Caracteristici generale legate de injectarea produselor din material plastic

În ziua de azi este greu de găsit un obiect , într-un fel sau altul , care să nu facă parte din industria maselor plastice , indiferent dacă este vorba despre diferite capace , periuțe de dinți , lentile , jucării , sau chiar componente din industria autoturismelor , aceste elemente reprezintă produsele unei industrii care este într-o continuă dezvoltare.

Caracteristicile materialelor plastice determină realizarea unor produse la un standard foarte înalt din punct de vedere calitativ , cu performanțe mari de tehnologicitate și fiabilitate .

Se numesc mase plastice materialele produse pe bază de polimeri capabile de a capta la încălzire forma ce ii se dă și de a o păstra după răcire.

Fabricarea produselor din materiale plastice înseamnă proiectarea și producerea componentelor tehnice , și poate implica procese de asamblare și combinare.

Progresele actuale în domeniul prelucrării materialelor plastice sunt datorate cunoașterii unor sinteze , proprietăți chimice , fizico-mecanice , mecanice dar mai ales a comportamentului materialului plastic în timpul deformării plastice .

3.1.1. Proprietăți de bază ale materialelor plastice

Materialele plastice sunt produse sintetice , din care , prin intermediul unor prelucrări mecanice sau termice se pot obține piese / obiecte de diferite forme .

Un material plastic este format dintr-un element macromolecular , un plastifiat , o umplutură inertă și un colorant.

Principalele proprietăți ale materialelor plastice sunt :

Densitatea – este mai mică decât a metalelor iar greutatea specifică se află între 0,9 și 2,2 g/cm3.

Proprietăți dielectrice – materialele plastice sunt de obicei buni dielectrici și au o importanță mare asupra industriei electrotehnice.

Rezistență mecanică – variază de la rigiditate la o elasticitate redusă , până la flexibile și extensibile.

Proprietăți optice – se concretizează fie în transparență , fie în opacitate , spre deosebire de sticlele normale , ele lasă sa treacă și razele ultraviolete.

După comportarea materialelor plastice la încălzire, se pot clasifica în felul următor :

MATERIALE TERMOPLASTICE – supuse încălzirii, pot fi prelucrate prin diferite procedee de prelucrare .Aceste produse supuse la multe topiri sau înmuieri ulterioare fară a suferi transformări chimice.

MATERIALE TERMORIGIDE- se înmoaie prin încălzire,putând fi prelucrate, iar apoi se întăresc ireversibil, deoarece moleculele suferă transformări chimice.

3.1.2 Defecte de injectare ale materialelor plastice

Bilbiografia [13]

Există o mulțime de motive ce pot determina apariția unor defecte de injectare și ca urmare exista la fel de mult remedii și soluții de eliminare a acestora.

În cele ce urmează se vor prezenta principalele tipuri de defecte , alături de cauza și soluția de remediere :

Pete albe

Descriere defect- sunt acele defecte ce apar la suprafața sub forma unor pete rugoase și albe de forma unor solzi.

Cauze – material umed , temperatura materialului prea ridicată .

Remedii

– verificarea procesului de uscare a materialului .

– verificarea temperaturii materialului și reducerea timpului de staționare prin creșterea vitezei de dozare.

Exfolieri

Descriere defect – Detașarea unei pelicule de pe o suprafață întinsă a piesei injectate.

Cauze – tensiuni de forfecare prea mari datorate digului prea mic sau a vitezei de injectare prea mare.

utliziarea unui colorant necorespunzător.

contaminarea materialului de bază cu alte materiale neconforme.

Remedii – diminuarea tensiunilor de forfecare prin mărirea digului și reducerea vitezei de injectare

-verificarea purității materialului .

– folosirea unui tip de colorant conform tipului de material.

Linii argintii în sensul de curgere al materialului

Descriere defect – linii argintii sub formă de tufe alungite în formă de U, deschis în sensul de curgere al materialului sub forma descendentă si liniară.

Cauze – umiditate ridicată în granulele de material .

Remedii :

-verificarea procesului de uscare .

– verificarea si curățarea filtrului de la uscătorul de material și colorant.

-verificarea sensul de rotire al motorului de aspirare a aerului din circuitul de uscare.

Pete mate

Descriere defect – Zone mate pe suprafete vizibile bine delimitate

Cauze – perturbarea curgerii materialului plastifiat în rețeaua de alimentare și în digul matriței

diferențele între vitezele diferitelor fronturi de curgere la injectarea prin mai multe diguri de injectare

Remedii :

-eptimizarea digului de injectare și injectarea cu viteze graduale mai întâi lent apoi rapid .

-echilibrarea vitezelor fronturilor de curgere la același nivel iar în anumite cazuri injectarea prin mai multe diguri .

Linii de culoare

Descriere defect – Apar la nivelul liniilor de sudură sau în zonele din fața sau în spatele fronturilor de curgere alimentate de un flux de material care nu este continuu.

Cauze – solicitare termică excesiva a materialului în timpul plastifierii acestuia ceea ce determină modificarea nuanței colorantului la nivelul liniilor de sudură.

oxidarea pigmentului datorită unei aerisiri insuficiente.

degradarea pigmentului cauzat de o curgere defavorbailă la nivelul liniilor de sudură.

Remedii – modificarea vitezelor de curgere a fronturilor de material.

diminuarea solicitărilor termice a materialului în timpul plastifierii acestuia.

îmbunătățirea aerisirilor din matrița și eventual deplasarea pozițiilor liniilor de sudură.

Bule mici de gaze

Descriere defect – sunt incluziuni sub forma unor bule circulare de diametru mic dar în număr foarte mare .

Cauze – material umed sau insuficient de bine uscat și unititatea de plastifiere fară degazare.

Remedii :

– verificarea procesului de uscare .

-alegerea unui melc de degazare corespunzătoare sau înlocuirea melcului cu degazare cu unul normal .

Dop rece

Descriere defect – zone mate neregulate bine delimitate și marcate de un drum de curgere a incluziunilor de material rece din duza mașinii .

Cauze – gaura din diuză și temperatura pe duză prea mică.

curgerea liberă a materialului din diuză sau din canelele cale în matriță și răcirea acestuia.

Remedii:

-mărirea diametrului găurii duzei și instalarea uni corp de încălzire pe duză mai puternic.

-cresterea cursei de dozare și optimizarea transferului termic din canale calde .

3.1.2.1 Contracțiile materialelor plastice

S-a utilizat bibliografia [9]

În continuare se va prezenta contracția materialelor plastice și au un rol foarte important în realizarea pieselor prin injectare deoarece contracțiile influențează dimensiunile finale ale piesei injectate.

Determinarea corectă a contracției piesei este complicat și are în general un caracter empiric , deoarce depinde de o serie de factori .

Cei mai importanți factori care determină contracția sunt :

natura materialului care se prelucrează;

forma piesei injectate și anume grosimea pereților;

condițiile de prelucrare;

matrița de injectat ;

Contracția pieselor injectate se mărește atunci când :

Temperatura materialului crește

Presiunea de injectare , presiunea ulterioară scade

Timpul de menținere a presiunii ulterioare scade

Temperatura este mai ridicată

Figurile 3.1.2.1.0 Dependența contracției de principalii parametrii de injectare [9]

O piesă injectată este supusă la două tipuri de contracții :

o contracție pe direcția liniilor de curgere , numită contracție longitudinală ;

o contracție perpendiculară pe direcția liniilor de curgere numită contracție transversală;

Inegalitatea dintre cele două contracții creează o tensiune internă în piesă , și rezultă deformarea ei ( fig. 3.1.2.1.1) . Condițiile de răcire din matriță au o mare influență asupra deformării pieselor injectate.

Fig. 3.1.2.1.1 Deformarea rezultată din efectul contracțiilor [9]

3.2 Principii de proiectare a pieselor din material plastic

3.2.1 Definirea constructivă și tehnologică

Definirea constructivă a formei pieselor din materiale plastice se realizează având următoarele aspecte :

funcția pe care reperul trebuie sa îl îndeplinească în produs;

seria de fabricație ;

tipul materialului mai exact material termoplast , termoreactiv sau compozit ;

procedeul necesar de fabricație pentru prelucrare (injecție , presare , termoformare, extrudare);

Proiectarea unei piese trebuie efectuată având în vedere următoarele cerințe :

Piesa trebuie sa îndeplinească cerințele funcționale și geometrice impuse de proiectant , piesa mai trebuie sa aibă și o greutate minimă fară a se face abstracție față de cerințele de funcționale.

Tehnologia de realizare a piesei sa fie cea mai simplă iar sculele necesare să se poată realiza ușor și ieftin.

Montarea și demontarea reperului într-un ansamblu să necesite un minim de operații iar rezistența mecanică a piesei sa fie cât mai mare posibil.

3.2.2. Reguli de alegere a materialului plastic

Regulile la alegerea unui material plastic cat mai optim sunt :

Cunoașterea duratei de viață a piesei injectate ;

Solicitari mecanice;

Costul de realizare a materialului plastic;

Solicitări termice;

Solicitări de natură electrică și chimică;

Calități impuse piesei;

În continuare se vor prezenta câteva aspecte legate de alegerea planului se separație , grosimea piesei, razele de racordare, alezaje , elemente care sunt prezente pe reperul ,, cap de presare’’ .

3.2.3. Alegerea planului de seperație

[10]

Planul de separație este planul situat între partea mobilă și partea fixă a matriței de inejecție , el se regăsește pe piesă, poziția sa realativ la piesă fiind impus de condiția eliminării ușoare a piesei din matriță.

În planul de separație apar bavuri și din cauza acestui fapt este obligatorie alegerea corectă a planului de separație , pentru a diminiua apariția bavurilor.

Fig. 3.2.3.1 Exemplu plan de separație [11]

3.2.4. Stabilirea grosimii pereților și a razelor de racordare

[11]

Grosimea pereților este determinată de condițiile de rezistență impuse piesei , grosimea pereților trebuie sa fie constantă mai ales când materialele plastice au o tendință mare de cristalizare .

Este recomandat evitarea îngroșările nejustificate ale pereților , pentru că, în aceste zone apar retasuri și goluri , de aici rezultă o scădere drastică asupra calității.

Recomandări legate de grosimea pereților :

g = 0,5 – 5 [mm] ( pentru materialele nearmate )

g = 0,75 – 3 [mm] ( pentru materiale armate )

Fig.3.2.4.1 Forme constructive legate de grosimea piesei injectate [10]

În figura 3.2.4.1 este realizată o piesa greșită în care apar defecte din cauza grosimii nejustificate a piesei iar alături este realizat corect piesa.

Razele de racordare trebuie sa fie r > 0,6s unde s reprezintă grosimea peretelui racordat.Pentru condiții de exploatare, razele minime de racordare se află în intervalul 1 – 1,5 [mm] . Inexistența razelor de racordare duce la turbulențe la injectare în zona de trecere .

Fig. 3.2.3.4.2 Forme constructive ale razelor de racordare [11]

3.2.5. Găuri în pereții pieselor injectate

[11]

O importanță mare o au alezajele realizate în piesele injectate , aceste alezaje au axa paralelă cu axa după care se deplasează semimatrițele.

Alezejele sunt realizate fie prin intermediul unui miez , fie în cazul unor alezaje adânci, prin intermediul a două miezuri din ambele părți ale matriței . Realizarea unei piese injectate cu mai multe găuri ridică problema curgerii materialului plastic în jurul miezurilor.

Alezajele pot fi străpunse sau înfundate și se recomandă următoarele valori :

pentru găurile străpunse hs (8 … 12)ds;

pentru găurile înfundate hi(5 … 6)di;

Fig. 3.2.5.1 Găuri străpunse [11] Fig. 3.2.5.1 Găuri înfundate [11]

3.3 Analiza reperului ,, cap de presare’’

Pentru determinarea punctului/punctelor de injectare optime pentru reperul ,,cap de presare’’ se va face o analiză a injectarii reperului cu ajutorul programului MoldFlow Adivser 2016.

Acestă analiză constă în trei variante A ,B și C, la fiecare variantă se aleg locuri diferite de poziționare a punctelor de injectare pentru a alege varianta optimă .

Fig 3.3.1.0 ,,Cap de presare’’ vedere izometrică

3.3.1. Alegerea punctelor de injectare pentru reperul ,,cap de presare’’

S-a ales poziționarea punctelor de injectare pe reper , pentru cele 3 variante A, B și C apoi a materialul plastic și anume policarbonat armat cu fibra de sticlă și prin urmare s-a dat drumu simulării pentru fiecare variantă în parte.

Varianta A Varianta B Varianta C

Fig. 3.3.1.1 Variante puncte de injectare

3.3.2 Analiza simulării injectării reperului

În urma analizei cu ajutorul programului MoldFlow s-au determinat următoarele :

Liniile de sudură diferă în funcție de poziționarea punctelor de injecție la fiecare variantă în parte iar prezența acestora poate determina scăderea rezistenței mecanice a piesei injectate.

Varianta A Varianta B

Varianta C

Fig.3.3.3.2 Rezultate linii de sudură

Ca o conlcuzie, aceste linii de sudură apar în jurul orificilor sau perpendicular pe acestea, și nu se poate evita acest aspect în urma injectării.

În tabelul 3.3.1.1 sunt prezentate analizele timpului de umplere și a timpului de răcire.

Tab.3.3.2.1 Timpi de injectare

În următorul tabel este prezentat rezultatul Grow Form , acesta arată zonele care sunt umplute , de la fiecare punct de injectare în părți multiple , astfel încât sa se poată determina dacă , cantitatea de material din cadrul piesei este echilibrat.

Fig. exemple constructive ,,Grow From’’

Tab 3.3.1.2 Rezultate Grow Form

În urma analizei :

– Varianta B are cea mai echilibrată cantitate de material .

Ca o conluzie a analizei experimentale se poate observa clar faptul ca Varianta B este cea mai optimă situație în care se poate determina poziționarea punctelor de injecție deoarece timpii de umplere sunt mai mici iar timpul de răcire mai scurt , în varianta B se mai poate observa faptul ca are cea mai echilibrată cantitate de material în urma injectării.

Știind toate aceste aspecte se poate trece la proiectarea matriței pentru acest reper.

4 . Proiectarea și modelarea matriței de injectat mase plastice pentru reperul ,,cap de presare’’

Se utilizează bibliografia [9] și bilbliografia [10]

Să se proiecteze tehnologia de fabricație prin injectare a reperului ,, Cap de presare’’( Fig 4.1.1.0) în condițiile unei producții de serie mare.Materialul din care este confecționat reperul este PC GF( armat cu fibră de sticlă)

4.1 Schița reperului ,,Cap de presare’’

Fig. 4.1.1 ,,Cap de presare’’

4.2 Calcului masei reperului

Pentru a se putea determina numărul de cuiburi și pentru a putea alege sistemul de injectare corespunzător este necesar să se determine masa reperului,, cap de presare’’.

m={\displaystyle \rho } ρ ٠V în grame rel. 16.108

unde: ρ este densitatea materialului PC GF, în , ρ=1,39

V este volumul reperului,în

V=4,1

m=1,39·4,1=5,7 g m=5,7 g

4.3 Alegerea mașinii de injectat

La alegerea mașinii de injectat, se are în vedere ca volumul maxim de injectare al mașinii sa fie de cel puțin (1015) ori mai > decăt volumul reperului care se dorește a fi obținut (V).

>12·V

>12·4,1=>

Se alege mașina de injectat ARBURG ALLROUNDER 420 C cu următoarele caracteristici :

Tab. 4.3.1 Caracteristicile mașinii de injectat

4.4 Calculul duratei totale a ciclului de injectare

Caracteristicile mașinii sunt: – ciclu în gol, cu cursa minimă a platanului, tp=2 s ;

– viteza de deplasare a materialului q1=10 cm3/s;

Timpul de injectare se calculeză cu următoarea relație :

ti ===0,4 s ti= 0,4s

Timpul total de injectare devine astfel :

tT=ti+tm+tr+tp=0,4+3+2+2=7,4 s

tm=timp de menținere în matriță

tr=timp de răcire

tp=ciclu în gol = 2 s

4.5 Calcului numărului de cuiburi

Numărul de cuiburi ale matriței se determină cu relația (16.9) unde :

capacitatea de plastifiere reală a mașinii de injectat ( vezi tab.6.1) este:

G==30= 8,1 g/s G= 8,1 g/s

masa m a piesei utilizată în relația (16.9),este masa netă a piesei înmulțită cu factorul de corecție din tab 16.1 adică:

m=1,2·5,7=6,84 g m=6,84 g

durata completă a ciclului de injectare , tT=7,4 s astfel:

n===2,43 => 2 buc.

numărul economic de cuiburi ne , se calculează cu următoarea relație:

unde numărul de piese care urmează să fie fabricate , N=20000 buc.

durata completă a ciclului de injectare tT=7,4s = 0,123 min

retribuția orară a operatorului , asigurări sociale, impozit și cheltuielile comune ale secției de fabricație ,K=135000 lei/oră

costul execuției unui cuib C=720000 lei , iar după înlocuiri va rezulta :

ne== =2.5 = 2 buc.

Se va proiecta o matriță cu 2 cuiburi

4.6 Dimensionarea cuiburilor în funcție de contracția materialului plastic

Dacă se notează cu h dimensiunea piesei injectate și cu toleranța ei , se poate scrie dimensiunea efectivă:

hef= h rel. 11.35

hef= 50 [mm]

Se poate determina H adică dimensiunea cuibului și toleranța ei în funcție de dimensiunea piesei injectate h și toleranța ei .

H = rel. 11.37

= – H rel. 11.38

unde: – Cmin – contracția minimă

Cmax – contracția maximă

Cmed – contracția medie

Contracția medie se determină cu următoarea relație :

Contracția pentru materialul plastic ales și anume PC GF este luat din tab.11.5

Cmed = rel. 11.39

Cmed = = 0,6 Cmed = 0,6 = 0,006

Cunoscând contracția medie se va reveni la relațiile anterioare și anume relațile 11.37 și 11.38.

H = = 50,3 [mm] H=50,3 [mm] dimensiunea cuibului

4.7 Alegerea sistemului de injectare

Pentru creșterea eficienței matriței se alege un sistem de injectare cu canal tunel , prin acest procedeu de la duza de injectare materialul plastic ajunge la cele două cuiburi prin intermediul unui canal de distribuție pus în legătură cu un canal înclinat.

4.8 Dimensionarea canelelor de distrubuție

D=smax+ 1,5 [mm] L=1,25+D ;

Fig. 4.7.1 Canal de distribuție cu secțiune parabolică

Smax=grosimea maximă a peretelui piesei

Smax=4,5 mm

L= lățimea canalului de distribuție

D=4,5+1,5=6 [mm]

L=1,25+6=7,25 [mm]

4.9 Dimensionarea digului

Pentru dig se va alege varianta tip tunel deoarece la deschiderea matriței piesa injectată contractată pe poanson se separă de rețeaua de injectare reținută de extractorul central prin forfecarea digului din zona de contact.

Forma digului este un canal conic rotunjit iar dimensiunile pentru această consctrucție sunt:

Fig 4.8.1 Canal conic rotunjit

d=(0,7…2,5) [mm]; d =1,6 [mm]

D=(3…6) [mm]; D = 4 [mm]

=20…50; 45;

=5…20; ;

L< 50 [mm]; L = 9 [mm]

4.10 Alegerea sistemului de răcire

Canalele de răcire sunt cele mai raspândite în practică , situație în care se recomandă : h1=(2)dc și l=max3 dc

Fig. 4.9.1 Canale de răcire cu secțiune circulară

Conform tabelului 10.6 pentru grosimea peretelui de 6 [mm] se aleg următoarele dimensiuni

h1=2735 [mm]

lT=23,030,5 [mm] tab. 10.6

dc=11 [mm]

4.11 Schița matriței

Fig.4.10.1 Schița matriței

Matrița de injecție pe desenul de ansamblu conține 67 elemente ,pentru exemplificarea mai ușoară a schiței matriței s-au ales 31 de elemente , aceste elemente fiind principalele elemente ale matriței:

1-Placă de cap;2-Placă matriță fixă;3-Placă matriță mobilă;4-Distanțieri;5-Bac distanțier;6-Placă de bază;7-Placă port-aruncătoare;8-Placă aruncătoare;9-Pastilă formare(mobilă) ;10-Pastilă formare(fixă) ;11-Coloană de ghidare;12-Bucșă de ghidare;13-Știft poziționare bucșă culee;14-Coloană înclinată;15-Bac formare;16-Coloană ghidare aruncare;17-Bucșă ghidare aruncare;18-Aruncătoare;19-Bucșă de injectare;20-Șurub;21-Șurub;22-Șurub;23-Șurub;24-Inel centrare;25-Pastilă formare piesă;26-Știft formare găuri laterale;27-Pastilă formare ;28-Indexor;29-Inel centrare parte mobilă;30-Tijă de aruncare;31-Distanțier(d20x86).

4.12 Descrierea generală a matriței de injectat

Matrița este formată din două cuiburi aflate în pastilele 9 și 10 . Piesa având găuri laterale a fost nevoie de coloanele înclinate 14 și bacurile 15.

Piesa solidă după răcire rămâne pe partea mobilă fiind aruncată din cuib cu ajutorul aruncătoarelor 18 a plăcilor port-aruncătoare 7 și placa de aruncare 8 și prin intermediul tijei de aruncare 30.

La deschiderea matriței intră în funcțiune coloanele înclinate 14 care au rolul de a retrage bacurile 15 cu știftul de formare a găurilor laterale pentru a fi aruncată piesa.

Partea mobilă a matriței este asamblată prin intermediul șuruburilor 21 în timp ce partea fixă a matriței este asamblată cu ajutorul suruburilor 23. Închiderea celor două părți ale matriței ( partea mobile cu partea fixă ) se face cu ajutorul coloanelor de ghidare 11 și a bucșei de ghidare 12.

Injectarea materialului se face prin diuza de injectare iar injectarea în cuib se face prin intermediul sistemului de injectare cu canal tunel .

4.13 Fazele și funcționarea matriței de injectat mase plastice

Pentru a exemplifica mai în detaliu matrița de injectat pentru reperul ,,cap de presare’’ am realizat o serie de faze ale matriței și anumite stadii în care se află reperul în timpul injectării .

În figura 4.12.1 am realizat o secțiune transversală a matriței modelate și poziționarea ei pe mașina de injectat mase plastice , în care se pot observa următoarele aspecte importante:

Partea de formare a reperului în cuibul de formare;

Partea de intrare a materialului plastic prin duza în cuibul de formare

Partea de aruncare e piesei în urma injectării

Fig 4.12.1 Secțiune matriță și poziționare

Faza I – Închiderea matriței

În această primă fază matrița este conectată la sistemul de răcire apoi se montează pe mașina de injectat ARBURG ALLROUNDER 420 C cu ajutorul coloanelor și bucșilor de ghidare din partea fixă și mobilă.

Matrița se va închide prin intermediul mașinii de injectat , în același timp, cu ajutorul coloanelor înclinate din partea fixă se închid și bacurile de formare a găurilor laterale din piesă, urmând a fi injectat materialul plastic prin duză , în cuiburile de formare ale piesei.

Săgețile din figura 4.12.2 reprezintă direcția de închidere a matriței.

Fig. 4.12.2 Matrița închisă – secțiune

Faza 2 – Deschiderea matriței + retragere bacuri de formare

În figura 4.12.3 este reprezentat momentul deschiderii matriței pentru a putea fi scoase piesele, iar cu ajutorul coloanelor înclinate se vor retrage bacurile de formare ale găurilor laterale pentru a putea fi aruncate cele două piese situate în cuiburile de formare.

Fig 4.12.3.0 Vedere izometrică

Fig 4.12.3 Matrița deschisă + bacuri de formare retrase – secțiune

Faza 3 – Deschiderea matriței + retragere bacuri de formare + aruncare

În figura 4.12.4 este representat momentul aruncării pieselor , acest lucru se realizează prin intermediul pachetului de aruncare format din : aruncătoare, placa port-aruncătoare, placa aruncătoare și tija de aruncare.

Fig 4.12.4.1 Vedere izometrică

Fig. 4.12.4 Deschidere matriță + bacuri de formare + aruncare

4.14 Alegerea materialelor utlizate la realizarea principalelor elemente din componența matriței

Materialele utlizate la realizarea principalelor elemente ale matriței îndeplinesc următoarele condiții :

calitate bună a suprafeței ;

deformații mici ;

prelucrabilitate bună ;

Tab.4.12.1 Materiale utilizate la realizarea principalelor componente ale matriței

CONCLUZII ÎN URMA REALIZĂRII STUDIULUI

În urma studiului și analizei asupra reperului ,,cap de presare’’, și realizarea lui pe o matriță de injectat mase plastice s-au concluzionat următoarele :

– policarbonatul armat cu fibră de sticlă este materialul optim pentru crearea reperului, obținându-se astfel o calitate bună și o rezistență net superioară față de cel creat pe imprimantă 3D.

– realizarea lui pe o matriță de injectat mase plastice, deși este mai costisitor , productivitatea este mare .

– matrița este funcțională și este pusă în flux urmând a fi realizat reperul ,, cap de presare’’.

II. Partea tehnică

Proiectarea procesului tehnologic de fabricație a reperului ,, Placă matriță fixă’’.

Proiectarea procesului tehnologic de fabricație a reperelui placă fixă , nr. desen PS-2010-35 pentru o producție anulă de 5000 de bucăți/an , într-un regim de lucru de 2 schimburi/zi.

A. STUDIUL TEHNIC

S-au utilizat bibliografiile [1],[2],[3],[4],[5]

1.Studiul piesei pe baza desenului de execuție a reperelui.

1.1 Rolul funcțional al piesei

Este parte a unei matriție de injectat mase plastice realizată în partea de cercetare iar funcționalitatea reperului ,, Placă matriță fixă’’ este de a susține pastila port-cuiburi, mai are rolul de a susține coloanele înclinate care deschid și închid port-bacurile din placa matriță mobile, pe lângă toate acestea mai susține și bucșile de centrare care ajută la centrarea matriței închise.

1.2 Analiza posibilităților de realizare a preciziei macro și micro-geometrice ( de formă, de poziție reciprocă a suprafețelor și a rugozitații) date în desenul de reper

Fig.1.1 Numerotarea suprafețelor

Tab. 1.1.1-Posibilități tehnologice

2.Date privind tehnologia semifabricatului

2.1 Date asupra materialul semifabricatului (compoziție chimică, proprieatăți fizico-mecanice , etc. )

Materialul folosit pentru fabricarea piesei “ Placă matriță fixă “ este 40CrMnNiMo8-6-4.( Mat. No. 1.2311).

Domeniul de aplicare : Matrițe mase plastice , rame pentru matrițe injectare mase plastice , scule de hidroformare.

Proprietățile oțelului : Oțel pentru matrițe mase plastice cu adaos de Sulf , livrat usual în stare călit + revenit . Bună lustruire , mai bună prelucrabilitate în comparație cu 1.2311.

Proprietăți fizice :

Coeficient de dilatare termică

Conductivitate termică

Tratament termic :

Recoacere de înmuiere : 710-740C –Răcire = cuptor

Detensionare : 500-550 C – Răcire = cuptor

Durifcare : 830-870 C – Răcire = Ulei sau băi calde 180-220C

2.2 Stabilirea metodei și a procedeului economic de realizare a semifabricatului

Se alege ca SF oțel laminat la cald (STAS 395-77)

2.3 Tehnologia de obținere a semifabricatului . Tratamente termice primare necesare semifabricatului .

Operația 1 : Laminare la cald –se face pe un laminor degresor

Operația 2 : Laminare finală –se face pe un laminor linear cu doua caje , prima degroșare iar a 2-a finisare.

Numărul de treceri , precum și sistemul de laminare adoptat depend de materia primă ( lingou sau brama) , calitatea oțelului , forma geometrică a materialului și grosimea finală a tablei.

Operația 3 : Controlul tehnic de calitate finală a Sf .

În timpul laminării la cald se răspândesc jeturi puternice de apă pentru desprinderea tunderului.Tratamentul termic aplicat acestei piese este recoacerea de normalizare , aplicată pieselor obținute prin deformare plastic la cald.

Recoacerea este tratamentul termic prin care se urmărește obținerea unei structuri normale , de echilibru , prin încălzire , menținere , urmate de răcire.

Recoacerea de normalizare constă în încălzirea la o temperature superioară cu 30…50 peste AC2 sau Acem , urmată de o răcire în aer. Se urmărește modificarea mărimii grăunților , uniformizarea structurii și îmbunătațirea proprietăților mecanice.

2.4 Adaosurile totale de prelucrare conform STAS.Stabilirea dimensiunilor

– Adaosurile de prelucrare la frezare de degroșare Ac= 4 mm

-Adaousurile de prelucrare la frezare de finisare Ac=2 mm [ tab.8.1/pag.79]

-Adaosurile de prelucrare la rectificare plană de degroșare 2Ac=0,5 mm [ tab.8.11/pag.83]

Adaosurile de prelucrare la grosimea piesei în funcție de prelucrările necesare : 66+0,5+8 =74,5 mm .

2.5 Schița semifrabricatului

Se debitează cu fierăstrăul la dimensiunea de 262 mm . Toleranța la dimensiuni și formă conform SR EN 10058/EN 10058

Fig 2.1 Tablă laminată

3. Proiectarea procesului tehnologic de prelucrare mecanică

3.1 Procesul tehnologic tip pentru acest reper.

Bibliografia [6]

Reperul face parte din clasa “ Corpuri complexe “

3.2 Proiectarea structurii și succesunii operațiilor procesului tehnologic

OP0-Debitare ( Recepție SF);

OP1-Frezare frontală (S2;S17) ;

OP2-Frezare cilindro-frontală a părții lalerale L1=246 ,L2=396 (S1;S19);

OP3-Frezare cilindro-frontală buzunar central L1=176, L2=136 (S5);

OP4-Frezare cilindro-frontală 2xR6 (S10);

OP5-Ajustare muchii ;

OP6-CTC intermediar ;

OP7-Alezare 4x 4x Ø30h7 mm (S3);

OP8-Adâncire 4x Ø35,5 mm (S4);

OP9-Găurire 4x Ø12,5 mm (S15);

OP10-Adâncire 4x Ø20 mm (S14);

OP11-Găurire Ø18,2 mm (rază 3mm ) (S6);

OP12- Găurire 4x Ø18 mm (S11);

OP13-Adâncire 4x Ø15 mm (S12);

OP14-Găurire 4x Ø10,2mm -M12 ( Pregătire pentru filetare M12) (S16);

OP15-Filetare M12 (S16);

OP16-Găurire 2x Ø10,4mm (S18);

OP17-Găurire 2x Ø10,5mm (S7);

OP18-Frezare cilindrică de finisare 2x Ø18 mm H7 (S8);

OP19-Frezare cilindrică 2x Ø16,5mm (S9);

OP20-Rectificare plană (S2;S18);

OP21- CTC final;

OPERAȚIA 1-Frezare frontală a părtii superioare si inferioare ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1)Prindere SF

2) Frezare la cota 70,5 mm;

3) Întors SF;

4) Frezare la cota 66,5 mm ;

5) Desprins SF;

6) CTC dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat cu ax vertical FU-71;

OPERAȚIA 2-Frezare cilindro-frontală a părții laterale;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prindere SF ;

2) Frezare la cota 404 mm ( 3SF) ;

3) Întors SF ;

4) Frezare la cota 254 mm (3SF);

5) Întors SF;

6) Frezare la cota 396 mm (3SF);

7)Întors SF;;

8)Frezare la cota 246 mm (3SF);

9) Desprins SF;

10) CTC dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat cu ax vertical FV-500;

OPERAȚIA 3-Frezare cilindro-frontală buzunar central ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Frezare de degroșare L=175,5 , l=134,5mm h=44,5mm;

3) Frezare de finisare la cotele L=176 , l=136 , h= mm;

4) Desprins SF;

5) CTC dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat cu ax vertical 32×160;

OPERAȚIA 4-Frezare cilindro-frontală 2x R6;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Frezare cilindro-frontală 2xR6;

4) Desprins SF;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată -mașină de frezat cu ax vertical FV-500;

OPERAȚIA 5- Ajustare muchii 1×45;

OPERAȚIA 6- CTC intermediar ;

OPERAȚIA 7- Alezare 4x Ø30 H7mm ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Găurire până la cota de Ø 29,65 mm(repoziționare 3 ori);

2) Alezare 4x Ø 30 H7 mm(repoziționare 3 ori );

3) Desprins SF;

4) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G160;

OPERAȚIA 8- Adâncire D= 4x Ø35,5 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Adâncire D= Ø 35,5 ( 4 găuri ) ;

3) Desprins SF;

4) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G160;

OPERAȚIA 9- Găurire 4×12,5 mm ( 4 găuri );

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Burghiere D= Ø 12 ,5 ( 4 găuri ) ;

3) Alezare de degroșare ( 4 găuri);

4) Desprins SF;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G20;

OPERAȚIA 10- Adăncire 4x Ø 20 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Adâncire D= Ø 20 mm (4 găuri) h= 13 mm;

4) Desprins SF ;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : Mașină de găurit G20;

OPERAȚIA 11- Găurire D= Ø 18,2 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Burghiere D= Ø 18,2mm ( rază racordare interior gaură 3mm );

4) Desprins SF ;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G30;

OPERAȚIA 12- Găurire D= 4x Ø 8,5 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Burghiere D= Ø 8,5mm ( repoziționare 3 ori );

4) Desprins SF ;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G20;

OPERAȚIA 13- Adâncire D= 4x Ø 15 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Adâncire D= Ø 15 mm( repoziționare 3 ori );

4) Desprins SF ;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G20;

OPERAȚIA 14- Găurire D = 4x Ø 10,2 mm ( pregătire pentru M12);

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Burghiere D = Ø 10,2 mm(repoziționare 3 ori);

4) Desprins SF ;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit vertical GV.6;

OPERAȚIA 15- Filetare 4x M12 ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Filetare 4x M12 ( repoziționare 3 ori );

4) Desprins SF;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de filetat interior MFIV – 16 ;

OPERAȚIA 16- Găurire d= 2x Ø 10,4 mm ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Burghiere 2x Ø 10,4 ( repoziționare 1 dată );

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit G30;

OPERAȚIA 17- Găurire d= 2x Ø 10,5 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Amborare;

2) Burghiere 2xØ 10,5 mm ( repoziționare 1 dată ) înclinție 18ș;

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de găurit cu masa înclinată GV.4;

OPERAȚIA 18 – Frezare cilindrică D= 2x Ø17,65 mm (2x Ø18 mm H7)

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Frezare de degroșare D= Ø17,65 mm( repoziționare 1 dată ) înclinție 18ș

3) Frezare de finisare D= 2x Ø18 mm H7 (înclinție 18ș);

4) Desprins SF;

5) Control dimensional ;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat vertical cu cap rotativ FV 36 X 140;

OPERAȚIA 19– Frezare cilindrică D= 2x 16,5 mm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Frezare cilindirică D= Ø16,5 mm( repozitionare 1 dată ) înclinție 18ș;

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat vertical cu cap rotativ FV 36 X 140;

OPERAȚIA 20 – Rectificare plană Ra= 1,6 µm;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Rectificare plană la cota 66,25 mm;

3) Întors SF;

4) Rectificare plană la cota 66 mm;

5) Desprins SF;

6) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată : mașină de rectificat plan cu ax orizontal RPO-200;

OPERAȚIA 21 – CTC FINAL;

4. Proiectarea conținutului a 6 operații de prelucrare mecanică din procesul tehnologic

Operațiile de prelucrare mecanică care urmează să fie analizate sunt următoarele :

Frezare frontală a părții inferioare și superioare (S2;S17) ––– OP1;

Frezare cilindro-frontală 2xR6 (S10)–––––––––––- OP4;

Alezare 4x Ø30h7mm (S3)–––––––––––––––- OP7;

Adâncire 4x Ø35,5 mm (S4)––––––––––––––– OP8;

Filetare M12 (S16)–––––––––––––––––– OP15;

Rectificare plană de degroșare (S2;S18)–––––––––- OP20;

OPERAȚIA 1 Var 1-Frezare frontală a părții superioare și inferioare (S2 S17)

1.Schița operației :

2.Mașina unealtă utilizată : mașină de frezat cu ax vertical FU-71;

Caracteristici tehnice :

Masa maṣinii;

– suprafaṭa utilă a mesei 710×1600 mm

-sarcina maximă pe masă 1500 kgf

– numărul de canale T 7

– pasul canalelor T 100 mm

– mărimea canalelor T 18 mm (H8)

– suprafaṭa utilă de copiere 710×800 mm

Arborele principal;

– alezajul conic al arborelui principal ISO 40

– domenul turaṭiilor 25…….2500 rot/min

– puterea motorului de actionare 10 KW

Curse

– cursa longitudinal a mesei, axa X 1250 mm

– cursa transversal a culisei, axa Y 710 mm

– cursa verticală a saniei, axa Z 630 mm

-precizia de repetabilitate 0.025 mm

Viteza de avans

– domeniul vitezelor de avans de lucru 2…..1250 mm/min

pe toate axele (reglaj continuu)

– viteza de avans rapid pe toate direcṭiile 3000 mm/min

Dimensiuni de gabarit:

– lungimea 4090 mm

– lăṭimea 3060mm

– înălṭimea 2500mm

-masa maṣinii 5000 kg

3 .Scula aṣchietoare.

Freză frontală cu alezaj cu plăcuṭe din carburi metalice.

Tip freză – F90SD315-60-CP16;

Parametri:

D=315 mm;

Da=60 mm;

Z= 14;

G=21.65kg;

ap=12.7 mm;

L= 80 mm;

4. Dispozitiv de prindere a SF: Menghină pentru prelucrări pe MU; STAS 8237-68.

5. Dispozitiv de prindere pentru sculele aschietoare: Dorn port freză.

6. Mijloc de control: Șubler 500×0.1 STAS 1373/73.

7.Fazele operației : 1)Prindere SF;

2) Frezare la cota 70,5 mm;

3) Întors SF;

4) Frezare la cota 66,5 mm;

5) Desprins SF;

6)CTC dimensional;

Faza(2) activă de prelucrare: Frezare de degrosare la cota 70,5 mm;

8.Adaosurile de prelucrare intermediare si totale,dimensiuni intermediare.

Adaosul total de prelucrare conform schiṭei SF: 2Ac max= gmax (SF) – gmin(p)

80mm-66,5mm=13,2mm;

Întrucât adaosul de prelucrare calculat reprezintă valoarea maximă pe cele 2 feṭe; se va adopta o adâncime de aschiere Ac= 6,6 mm

9.Regimul de aschiere

i=;

În acest caz datorită adaosului de prelucrare mic se realizează o singură trecere.

t=Ac=6,6 mm → i=1;

Stabilirea avansului de aschiere s [mm/rot]

Pentru adâncimea de aṣchiere t=6,6 mm, ṭinând cont de felul prelucrării, de materialul SF ṣi scula folosită se recomandă avansul =1.68 mm/rot

Avansul pe dinte =0.12…..0.2 mm/dinte [tab.9.5/pag 92.Vol.II]

Se alege =0.12 [ mm/dinte]

= Sr=Sd·14

Stabilirea durabillităṭii economice

Pentru freze frontale cu dinṭi demontabili cu plăcuṭe din carburi metalice cu dimetrul =315 mm, se recomandă o durabilitate economic = 300 min. [tab. 9.26/pag 100]

Stabilirea vitezei de aschiere.

În funcṭie de t= 6,6 mm ṣi =0.12 [ mm/dinte] se alege viteza de aṣchiere:

Va=94 m/min

Fz=1190 daN [tab. 9.37/pag 107]

Coeficienṭi de corecṭie pentru viteză: 1) Kv1= 1,18 – în funcṭie de diam. frezei

2) Kv2= 1- în funcṭie de lăṭimea de frezat B

3) Kv3= 1.02 – în funcṭie de Z

4) Kv4=0.96– funcṭie de durabilitatea sculei

5) Kv= 0.90 – funcṭie de mat.SF

6) Kvs= 1 – în functie de starea materialului

Viteza de aṣchiere corectată va fi: = 94·1.18·1·1.02·0.96·0.9·1 = 97.75 [m/min]

Coeficienṭi de corecṭie pentru Fz: 1) KF1= 0.4 – în funcṭie de diam. frezei

2) KF2= 1- în funcṭie de lăṭimea de frezat B

3) KF3= 0.85 – în funcṭie de Z

4) Kv= 1.08 – funcṭie de calitatea ṣi rezistenṭa mat.

Forṭa de aṣchiere corectată va fi: = 1190·0.4·1·0.85·1.08 = 436.96 daN

Stabilirea turṭiei sculei aschietoare

Turaṭia calculată a sculei aschietoare: n=

n== = 98.52 rot/min

Alegem din gama de turații a mașinii unelte turația imediat inferioară:

=95 rot/min;

Viteza de aṣchiere reală va fi: == = 94.012 m/min

Stabilirea vitezei de avans.

Viteza de avans se calculează cu relaṭia =zn = n [tab. 9.37/pag 107]

=1.68 [mm/rot] 95 [rot/min] → = 159.6 [mm/min]

Din caracteristicile MU se alege = 150 [mm/min]

Verificarea puterii consumate prin aschiere Ne

Ne = = = 8.55 kw η=0.8- randamentul maṣinii

Ne – În concluzie prelucrarea prin frezare se poate executa pe maṣina FU-71

cu următorii parametrii ai regimului de aṣchiere:

adâncimea de aṣchiere t= 6.6 mm

avansul pe dinte =0.12 [ mm/dinte]

viteza de avans = 150 [mm/min]

turaṭia frezei n= 95 rot/min

viteza de aṣchiere 97.75 m/min

Faza(4):Frezare de degrosare la cota 66.5 mm.

Se vor respecta aceleaṣi MU, scule, dispozitive ṣi regim de aṣchiere stabilit anterior,

10. Indicarea metodei de reglare a sculei la cotă.

Reglarea se face după treceri de probă.

11.Stabilirea normei tehnice de timp

Frezare simetrică ϰ

Tb= i =i

Timpul de bază

l1=l1’+l1”+ (0.05…3 mm) → l1=5.5+6.3+2= 13.8 mm;

l1’=0.5(D–) → l1’=5.5 mm [tab 12.2/pag 345];

l1”= → l1”=6.3 mm;

Tb = (262+13.8+4)→ 1.86 min;

Tb pentru cele 2 feṭe este de 3.73 min;

Timpul auxiliar:

= 0.42 (feṭe)=0.88 pt.prinderea ṣi despriderea piesei

=0.1 pt curatirea dispozitivului de aṣchii

= (0.03+0.07+0.08+0.03+0.03) =0.24 pentru mânuirea ṣi miscările auxiliare ṣi de

comandă la masina de frezat

= 0.3

= 0.21

Ta=0.88+0.1+0.24+0.3+0.21→ Ta = 1,73 min

Timpul de deservire tehnică:

= =0.11 min [tab 12.38]

Timpul de deservire organizatorică:

= (Tb+Ta)1.2/100 = 0.092 min [tab 12.39]

Timpul de odihnă ṣi necesităṭi fireṣti:

To = (Tb+Ta)3.5/100 = 0.19min [tab 12.39]

Tu= Tb+Ta+Tdt+Tdo+Ton= 5.85 min

Timpul de pregătire încheiere

Tpî = 19 min [tab 12.11/pag351.Vol.II]

Timpul normat pe operaṭie Tn=Tb+Ta+Tdt+Tdo+Tpî/n = 5.85+19/200

Tn=5.85 +19/200 → Tn= 0.12 min

Prelucrările s-au considerat pe loturi de 200 buc.

OPERAȚIA 1 Var 2 -Rabotarea suprafaței frontale a părtii superioare si inferioare ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1)Prindere SF ;

2) Rabotat la cota 70,5 mm;

3) Întors SF;

4) Rabotat la cota 66,5 mm ;

5) Desprins SF;

6) CTC dimensional;

3. Masina unealtă: SH 700;

Caracteristici:

– lungimea mesei: 1100 mm

– lungimea cursei: 500 mm

– puterea motorului electric: 4 kW

4. Scule utilizate: – cuțit de rabotat 20×30 cu placuta K20

– cuțit de rabotat 16×25, Rp3

STAS 361 – 80

5.Dispozitiv de prindere a semifabricatului: dispozitiv de rabotat

6. Dispozitiv de prindere a sculei aschietoare: dorn prindere cutit

7. Mijloace de control: șubler cu deschiderea 500 mm, având precizia de măsurare de I = 0,1 mm; SR ISO 3599 – 96

Faza 2: rabotare la cota 70,5 mm

8. Adaosurile de prelucrare: Ap = 20 mm

9. Regimul de așchiere

– stabilirea adâncimii de așchiere:

t = 24 mm

– stabilirea avansului de așchiere:

s= 0,4 mm/curse d.

avansul admis de rezistența suportului cuțitului

sa = 2.4 mm/curse d.

-adopt din gama de avansuri a SH 700:

sr = 0.4 mm/curse d.

-durabilitatea economică (Te):

Te = 90 min;

-viteza de așchiere:

vtab = 4.9 m/min

-coeficienți de corecție:

Corecție cu avantajul la Ra = 6.3 µm

Vc = vit.tab.+ 0.2vit.tab. = 5.88 m/min

– stabilirea forței:

Fz =1200 daN

– stabilirea numărului de curse duble pe minut

n =

L = 3+24 = 27 mm

m = 1 => n = 108.9 curse d/min

nr= 100 curse d/min

-viteza reală va fi:

vr = nrL(1+m)/1000 = 4.66 m/min

– verificarea puterii: Ne = 1.6 kW

PMU = 4 kW

Prelucrarea se efectuează cu următorii parametrii:

t = 24 mm;

sr = 0.4 mm/min;

vr = 4.66 m/min;

nr = 100 rot/min;

Fz = 1200 daN;

10. Indicarea metodei de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se va face liber sau după opritor.

11. Norma tehnică de timp

– timpul operațional:

topi(tab)=2.4 min

k1=1; k2=0.78

=> top=1.87 min

Faza 4 rabotare la cota 66,5 mm

Adaosurile de prelucrare: Ap = 16 mm

Regimul de așchiere

– stabilirea adâncimii de așchiere:

t = 14 mm

– stabilirea avansului de așchiere:

s= 0,4 mm/cd

avansul admis de rezistența suportului cuțitului

sa = 0.27 mm/cd

-adopt din gama de avansuri a SH 700:

sr = 0.25 mm/cd

-durabilitatea economică(Te):

Te = 90 min;

-viteza de așchiere:

vtab = 6.4 m/min

-coeficienți de corecție:

Corecție cu avantajul la Ra = 6.3 µm

Vc = vtab + 0.2vtab = 7.68 m/min

– stabilirea forței:

Fz =1200 daN

– stabilirea numărului de curse duble pe minut

n =

L = 3+14 = 17 mm

m = 1

=> n = 142.8 curse d/min

nr= 140 curse d/min

-viteza reală va fi:

vr = nrL(1+m)/1000 = 5.36 m/min

– verificarea puterii:Ne = 1.4 kW

PMU = 2.2 kW

Prelucrarea se efectuează cu următorii parametrii:

t = 14 mm;

sr = 0.25 mm/cd;

vr = 5.36 m/min;

nr = 140 cd/min;

Fz = 600 daN;

Indicarea metodei de reglare a sculei la cotă:

Reglarea se va face liber sau după opritor.

Norma tehnică de timp

– timpul operațional:

topi(tab)=1.6 min

k1=1; k2=0.78

=> top=1.31 min

Norma totală de timp

– timpul operațional:

top= top1+ top2= 3.18 min

– timpul pentru prins și desprins semifabricat:

tpd= 4.26

– timpul de deservire tehnică:

tdt = 0.25 min

– timpul de deservire organizatorică:

tdo = 0,13 min

– timpul de odihnă și necesități firești:

ton = 0.18 min

– timpul pentru pregătire-încheiere

tpî= 13 min

– timpul unitar

tu= top + tpd + td + ton + tpi = 22.59 min/buc

OPERAȚIA 4-Frezare cilindro-frontală 2x R6;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Frezare cilindro-frontală 2xR6 ;

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată: mașină de frezat cu ax vertical FV-500; având următoarele caracteristici tehnice:

– diametrul minim: 20 mm

– diametrul maxim: 160 mm

– lungimea minimă: 160 mm

– lungimea maximă: 500 mm

– Puterea motorului unității de lucru: 4,5/6,8 kW.

– limitele turațiilor arborelui principal de frezare: 80-400 rot/min

– limitele turațiilor arborelui de centruit: 380-1900 rot/min

Conul arborelui de frezare STAS 7381-70 Nr. 40

– avansul longitudinal: manual

– avansul transversal: 20-400 mm/min

– avansul transversal rapid: 3000 mm/min

– avansul pinolei de centruire:

– avansul de lucru 80-250 mm/min

– avans reglabil continuu

– avans rapid: 3000 mm/min

Productivitatea mașinii:

– D max = 60 buc/h

– D min = 15 buc/h

M max al arborelui de frezare 40 kgm

Adâncimea max. de așchiere la frezare 5 mm

3.Scule așchietoare: Se alege o freză deget frontală STAS 9211/2-88 tip A

– diametrul exterior: D=6mm

– lungimea activă a frezei: H=40mm

– înălțimea de prindere l1=20mm

– numărul de dinți: 3

4.Dispozitivul de prindere al semifabricatului:

Pe masa mașinii în menghină cu bacuri

5.Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:

Scula se fixează în dispozitiv de prindere a sculei: dorn port-freză STAS 8708-79

6.Mijlocul de control:

– șubler exterior 150; STAS 1373-73

domeniu de măsurare: 0 – 150mm

valoarea diviziunii: 0,1mm precizia: 0,05

7.Adaosul de prelucrare:

Adaosul de prelucrare:

Ad=3,14m/2-2Af=3,145/2-20,5=6,85

Ar=2,25=11 (tab.8.19/volII)

8.Regimul de așchiere

adincimea de aschiere; t=6,2 mm / 1trecere (tab9.148/volII)

avansul frezei

Alegem grupa de mașini I – puterea motorului 2,5 kw (tab9.77/volII)

S=1,7…2,2 mm/rot (tab9.15/volII)

Alegem S=2 mm/rot

Din caracteristicile MU se alege S= 1,5 mm/rot

durabilitatea sculei: Tec=360 min (tab9.28/volII)

viteza de așchiere

vtab=3 m/min (tab9.78/volII)

Coeficienți de corecție ai vitezei:

K1=1,25 – funcție de durabilitatea ec.

K2= 0,7 – funcție de materialul prelucrat

vcor = 30·0,7·1,25=26,25 m/min

turația frezei

Alegem din gama de turații a mașinii unelte: nr=65 rot/min

viteza reală:

=> vr=25,5 m/min

verificarea puterii motorului:

În funcție de regimul de așchiere stabilit se găsește Nr=1,2·1,4=1,68 kW

Din tab 9.77 alegem NME=2,5 kw

=>

8.Norma tehnică de timp

Timpul de bază (tab12.7.-10-volII)

Tb=; [min]

l = 20·6,2=124 mm

l1+ l2=35,5 mm (tab12.8.-10-volII)

l2 = 0

s = 1,5 m/min

n = 65 rot/min.

=>

Timpul ajutător

tpd = 6 min timp ajutător pentru prindere-desprindere tab.12.26

ta1 = 0,08 min timp ajutător pentru cuplare și decuplare tab.12.34

ta2 =0,08 min timp ajutător pentru cuplare avans tab.12.34

ta3 = 0,20 min timp ajutător pentru deplasarea mesei tab.12.34

ta4 = 0,5 min timp ajutător pentru fixarea mesei tab.12.34

ta5 = 0,08 min timp ajutător pentru pornire-oprire sistem răcire tab.12.34

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4+ta5 = 0,49 min

Timpul efectiv pentru o singura piesă Top=(Tb+tpd+Taj)/4 =7,18 min

Timpul de deservire tehnică și organizatorică

Tdt = Tb · 2,5/100 +Top · 1/100 += 4,65 · 2/100 = 0,62 min tab.12.40

Timpul de odihnă și necesități firești

Ton = Top · 3/100 = 0,21 min. tab.12.40

Timpul unitar Tu=Top+Tdt+Ton=8,01 min

Timpul de pregătire-încheiere

Tpi =19+10+5+7,5+2,5=44– prelucrările s-au considerat pe loturi de 100buc

Timpul normat

Tn = Tu + Tpî /n= 8,01 + 44 / 100 => Tn =8,45 min;

OPERAȚIA 8- Var 1 Alezare 4x Ø30 H7mm ;

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2)Găurire până la cota de Ø 29,65 mm(repoziționare 3 ori);

3) Alezare 4x Ø 30 H7 mm ( repoziționare 3 ori );

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată: mașină de găurit G160; având următoarele caracteristici tehnice:

– diametrul minim: 20 mm;

– diametrul maxim: 160 mm;

– lungimea minimă: 160 mm;

– lungimea maximă: 500 mm;

– Puterea motorului unității de lucru: 4,5/6,8 kW.

– limitele turațiilor arborelui principal de frezare: 80-400 rot/min

– limitele turațiilor arborelui de centruit: 380-1900 rot/min

Conul arborelui de frezare STAS 7381-70 Nr. 40

– avansul longitudinal: manual

– avansul transversal: 20-400 mm/min

– avansul transversal rapid: 3000 mm/min

– avansul pinolei de centruire:

– avansul de lucru 80-250 mm/min

– avans reglabil continuu

– avans rapid: 3000 mm/min

Productivitatea mașinii:

– D max = 60 buc/h

– D min = 15 buc/h

M max al arborelui de frezare 40 kgm

Adâncimea max. de așchiere la frezare 5 mm

4.Scula așchietoare

burghiu elicoidal cu coadă conică cu D=29.65 mm rectificat din oțel rapid STAS 575-80;

d= 29,65 mm 2η= 116˚

L = 100 mm ω= 30˚ – 35˚

l1 = 67 mm α= 10˚

alezor STAS 1263 D=30 mm;

d=30 mm l1=88 mm z=10

L=247 mm l=124 mm

5.Dispozitiv de prindere a semifabricatului: -menghină cu bacuri;

6.Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:

Sculele se prind în alezajul conic MORSE 4 al mașinii unelte folosind 2 reducții:Reducție 4/2 STAS 252-80 și Reducție 2/1 STAS 252-80.

7.Mijloace de control: șubler, calibru T/NT

8.Adaosul de prelucrare:

Ap=D/2=15mm (tab9.97-10/volI)

Faza(2)-Găurire până la cota de Ø 29,65 mm(repoziționare 3 ori);

9.Regimul de așchiere

adâncimea de așchiere; t=13,5mm-găurire

avansul:

S=0,26 … 0,43 mm/rot (tab9.58.-10-volI)

Se alege din caracteristicile MU sr=0,32 mm/rot

durabilitatea: găurire Tec=90min (tab9.113.-10-volI)

uzura sculei: hα=1,2 (tab9.116.-10-volI)

viteza de așchiere: vtab=19,4m/min (tab9.121.-10-volI)

Coeficienți de corecție ai vitezei:

K1=1 – funcție de adincimea gaurii

K2=1 – funcție de starea materialului

K3=1,1- funcție de rezistenta materialului

vcor = 19,4·1·1,1=21,3m/min

turatia:

Alegem din gama de turații a mașinii unelte: nr=315 rot/min.

verificarea puterii motorului:

[kW]

Mt= 4190 daN·mm (tab9.121.-10-vol1)

=>

=> Prelucrarea se poate executa pe G160 cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

t = 9,9 mm

sr = 0,32 mm/rot

vr = 19,58 m/min.

nr = 315 rot/min

Faza(3) Alezare 4x Ø 30 H7 mm ( repoziționare 3 ori );

1. Regimul de așchiere

durabilitatea sculei – Top=(1-m)s/m rel. 2.2 Vol I

Top=(1-80)2/80 = 70 min

adâncimea de așchiere

t=(Df-Di)/2 mm t=(30-29,65)/2 =0,175 mm rel 2.5 Vol I

avansul de așchiere

Sa=Cs D =0,8 mm/rot

Cs= 0,09 pentru oțel aliat

Viteza de avans

F=Sa n => F= 0,8 88,07 = 70,45 mm/min

Turația sculei

n= = =88,07 rot/min rel 2.7 Vol I

Viteza de așchiere

V=Kv = 0,7 = 8,3 m/min

Kv=0,7 pt Oțel

verificarea puterii motorului:

Nr = = =0,76 kw Nme=3kw (tab9.12-vol1)

=> Prelucrarea se poate executa pe G160 cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

t=0,175 mm n=88,07 rot/min F=70,45 mm/min

Vr=8,3 m/min Sa= 0,8 mm/rot

10. Indicarea metodei de reglare a sculei la cotă: cu ajutorul șublerului STAS 1373/2

11.Norma tehnică de timp

Timpul de baza

; [min]

l = 20 mm

l1 = 7 mm

l2 = 0,5 … 4 mm

s = 0,32 m/min

n = 315 rot/min.

=>

Tbtot=2,3 min

Timpul ajutător

ta1 = 0,28 min timp ajutător pentru prinderea – desprinderea piesei tab.12.45

ta2 =0,05 min timp ajutător pentru comanda mașinii unelte tab.12.52

ta3 = 0,07min timp ajutător pentru mânuiri legate de fază tab.12.51

Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0,40 min

Tatot=0,4min

Timpul de deservire tehnică

Tdt = Tb · 2/100 = 9,2 · 2/100 = 0,184 min

Timpul de deservire organizatorică

Tdo = (Tb + Ta) · 1/100 = 0,10 min.

Timpul de odihnă și necesități firești

Ton = (Tb + Ta) · 3/100 = 0,30 min.

Timpul unitar Tu=Tb+Ta+Tdt+Tdo+Ton=10,7min

Timpul de pregătire-încheiere

Tpi = 3,60+6,13=9,73 – prelucrările s-au considerat pe loturi de 100buc.

Timpul normat

Tn = Tu + Tpî /n= 10,7 + 9,73 / 100 => Tn =10,79 min;

OPERAȚIA 8- Var 2 Alezare 4x Ø29,65 mm ( pregătire pentru alezare finisare 4x Ø30 H7) cu cap multiax.

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF

2) Alezare 4x Ø 29,65 mm (repoziționare 3 ori)

4) Desprins SF

5) Control dimensional

3.Mașina unealtă utilizată: mașină de găurit G160; având următoarele caracteristici tehnice:

– diametrul minim: 20 mm

– diametrul maxim: 160 mm

– lungimea minimă: 160 mm

– lungimea maximă: 500 mm

– Puterea motorului unității de lucru: 4,5/6,8 kW.

– limitele turațiilor arborelui principal de frezare: 80-400 rot/min

– limitele turațiilor arborelui de centruit: 380-1900 rot/min

Conul arborelui de frezare STAS 7381-70 Nr. 40

– avansul longitudinal: manual

– avansul transversal: 20-400 mm/min

– avansul transversal rapid: 3000 mm/min

– avansul pinolei de centruire:

– avansul de lucru 80-250 mm/min

– avans reglabil continuu

– avans rapid: 3000 mm/min

Productivitatea mașinii:

– D max = 60 buc/h

– D min = 15 buc/h

M max al arborelui de frezare 40 kgm

Adâncimea max. de așchiere la frezare 5 mm

4. Scule așchietoare

burghiu elicoidal cu coadă conică cu D=13 din oțel rapid STAS 575-80

d= 29.65 mm 2η= 116˚

L = 100 mm ω= 30˚ – 35˚

l1 = 67 mm α= 10˚

alezor STAS 1263 D=30 mm;

d=30 mm l1=88 mm z=10

L=247 mm l=124 mm

5. Dispozitiv de prindere a semifabricatului: – bacuri prismatice cu bolț de ghidare;

6. Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:

Sculele se prind în alezajul conic MORSE 4 al capului multi ax care la rândul său se fixează în alezajul conic al mașinii unelte folosind 2 reducții: Reducție 4/2 STAS 252-80 și Reducție 2/1 STAS 252-80.

7.Mijloace de control: șubler, Calibru T/NT

8.Adaosul de prelucrare:

Ap=D/2=14,82mm (tab9.97-10/volI)

9.Regimul de așchiere

adâncimea de așchiere; t=13,5 mm

avansul:

S=0,26 … 0,43 mm/rot (tab. 9.58.-10-volI)

Se alege din caracteristicile MU sr=0,32mm/rot (tab9.104.-10-volI)

durabilitatea: Tec=90min (tab. 9.113.-10-volI)

uzura sculei: hα=1,2 (tab. 9.116.-10-volI)

viteza de așchiere:

vtab=19,4m/min (tab9.121.-10-volI)

Coeficienți de corecție ai vitezei:

K1=1 – funcție de adincimea gaurii

K2=1 – funcție de starea materialului

K3=1,1- funcție de rezistenta materialului

vcor = 19,4·1·1,1=21,3m/min

turatia:

Alegem din gama de turații a mașinii unelte: nr=315 rot/min.

verificarea puterii motorului:

[kW]

Mt= 4190 daN.mm (tab9.121.-10-vol1)

=> Prelucrarea se poate executa pe G40 cu următorii parametrii reali ai regimului de așchiere:

Găurire t = 9,9 mm Alezare H7 t = 0,12 mm

sr = 0,32 mm/rot sr = 0,30 mm/rot

vr = 19,58 m/min. Vr = 7,03 m/min.

nr = 315 rot/min nr = 112 rot/min

10.Indicarea metodei de reglare a sculei la cotă: cu ajutorul șublerului STAS 1373/2

11.Norma tehnică de timp

Timpul de bază

; [min]

l = 20 mm

l1 = 7 mm

l2 = 0,5 … 4 mm

s = 0,32 m/min

n = 315 rot/min.

=>

Timpul ajutător

ta1 = 0,28mintimp ajutător pentru prinderea – desprinderea piesei tab.12.45

ta2 =0,05min timp ajutător pentru comanda mașinii unelte tab.12.52

ta3 = 0,07min timp ajutător pentru mânuiri legate de fază tab.12.51

Ta = ta1 + ta2 + ta3 = 0,40 min

Timpul de deservire tehnică

Tdt = Tb · 2/100 = 1,14 · 2/100 = 0,022 min

Timpul de deservire organizatorică

Tdo = (Tb + Ta) · 1/100 = 0,015 min.

Timpul de odihnă și necesități firești

Ton = (Tb + Ta) · 3/100 = 0,046 min.

Timpul unitar Tu=Tb+Ta+Tdt+Tdo+Ton=1,62 min

Timpul de pregătire-incheiere

Tpi = 3,60+6,13=9,73 – prelucrările s-au considerat pe loturi de 100 buc.

Timpul normat

Tn = Tu + Tpî /n= 1,62 + 9,73 / 100 => Tn =1,71 min;

OPERAȚIA 9 – Adâncire D= 4x Ø35,5 mm

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Adâncire D= 35,5 ( 4 găuri ) (3 repoziționari);

3) Desprins SF;

4) Control dimensional;

3.Mașina unealtă utilizată: mașină de găurit G160; având următoarele caracteristici tehnice:

– diametrul minim: 20 mm

– diametrul maxim: 160 mm

– lungimea minimă: 160 mm

– lungimea maximă: 500 mm

– Puterea motorului unității de lucru: 4,5/6,8 kW.

– limitele turațiilor arborelui principal de frezare: 80-400 rot/min

– limitele turațiilor arborelui de centruit: 380-1900 rot/min

Conul arborelui de frezare STAS 7381-70 Nr. 40

– avansul longitudinal: manual

– avansul transversal: 20-400 mm/min

– avansul transversal rapid: 3000 mm/min

– avansul pinolei de centruire:

– avansul de lucru 80-250 mm/min

– avans reglabil continuu

– avans rapid: 3000 mm/min

Productivitatea mașinii:

– D max = 60 buc/h

– D min = 15 buc/h

M max al arborelui de frezare 40 kgm

Adâncimea max. de așchiere la frezare 5 mm

4.Scule așchietoare: Se alege un adâncitor STAS 9211/2-88 tip A

– diametrul exterior: D=35,5mm

– lungimea activă a frezei: H=10mm

– înălțimea de prindere l1=20mm

– numărul de dinți: 4

5.Dispozitivul de prindere al semifabricatului:

Pe masa mașinii în menghină.

6.Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:

Scula se fixează în dispozitiv de prindere a sculei: dorn port-freză STAS 8708-79

7.Mijlocul de control:

– șubler exterior 150; STAS 1373-73,șubler adâncime.

domeniu de măsurare: 0 – 150mm

valoarea diviziunii: 0,1mm precizia: 0,05

8.Adaosul de prelucrare:

Adaosul de prelucrare:

Ad=3,14xm/2-2Af=3,14×5/2-2×0,5=6,85

Ar=2,2×5=11 (tab.8.19-10/volII)

9.Regimul de așchiere

adincimea de aschiere; t=5 mm / 1trecere (tab9.148/vol II)

avansul frezei

Alegem grupa de mașini I – puterea motorului 2,5 kw (tab9.77/vol II)

S=1,7…2,2 mm/rot (tab9.15/vol II)

Alegem S=2 mm/rot

Din caracteristicile MU se alege S= 1,5 mm/rot

durabilitatea sculei: Tec=360 min (tab9.28/vol II)

viteza de așchiere

vtab=3 m/min (tab9.78/vol II)

Coeficienți de corecție ai vitezei:

K1=1,25 – funcție de durabilitatea ec.

K2= 0,7 – funcție de materialul prelucrat

vcor = 30·0,7·1,25=26,25 m/min

turatia frezei

Alegem din gama de turații a mașinii unelte: nr=65 rot/min

viteza reala:

=> vr=25,5 m/min

verificarea puterii motorului:

În funcție de regimul de așchiere stabilit se găsește Nr=1,2×1,4=1,68 kW

Din tab 9.77 alegem NME=2,5 kw

=>

10.Norma tehnică de timp

Timpul de bază

Tb= ; [min] (tab12.7.-10-volII)

l = 20×5=100 mm

l1+ l2=35,5 mm (tab12.8.-10-volII)

l2 = 0

s = 1,5 m/min

n = 65 rot/min.

=> Tb= => Tb = 22,23 min .

Timpul ajutator

tpd = 6 min timp ajutător ptr. prindere-desprindere tab.12.26

ta1 = 0,08 min timp ajutător ptr. cuplare și decuplare tab.12.34

ta2 =0,08 min timp ajutător pentru cuplare avans tab.12.34

ta3 = 0,20 min timp ajutător pentru deplasarea mesei tab.12.34

ta4 = 0,5 min timp ajutător pentru fixarea mesei tab.12.34

ta5 = 0,08 min timp ajutător pentru pornire-oprire sistem răcire tab.12.34

Ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4+ta5 = 0,49 min

Timpul efectiv pentru o singura piesaă Top=(Tb+tpd+Taj)/4 =7,18 min

Timpul de deservire tehnică și organizatorică

Tdt = Tb · 2,5/100 +Top · 1/100 += 4,65 · 2/100 = 0,62 min tab.12.40

Timpul de odihnă și necesități firești

Ton = Top · 3/100 = 0,21 min. tab.12.40

Timpul unitar Tu=Top+Tdt+Ton=8,01 min

Timpul de pregătire-încheiere

Tpi =19+10+5+7,5+2,5=44– prelucrările s-au considerat pe loturi de 100buc

Timpul normat

Tn = Tu + Tpî /n= 8,01 + 44 / 100 => Tn =8,45 min;

OPERAȚIA 15- Filetare 4x M12

1.Schița operației :

2.Fazele operației : 1) Prins SF;

2) Filetare 4x M12 ( repoziționare 3 ori );

4) Desprins SF;

5) Control dimensional;

3.Mașina-unealtă utlizată :

Mașina de filetat interior verticală MFIV-16

Caracteristici tehnice :

– diametrul maxim pentru filetare int. M16

– diametrul maxim pentru filetare ext. M16

– lungime maxima pentru filetare int. 63 mm

– lungime maxima pentru filetare ext. 68 mm

– cursa minima a arborelui principal 20 mm

– cursa maxima a arborelui principal 80 mm

– suprafata de prindere a mesei 355×450 mm 46

– numarul treptelor de turatii 7 trepte

– turatiile arborelui principal 90-125-180-250-355-500-710 rot/min

– avansurile arborelui principal 0.5-0.75-1-1.25-1.5-1.75-2-2.5-3- 3.5 mm/rot

– puterea motorului electric 1.1 kW

Sculele așchietoare utilizate

Tarod – M12 STAS 1112/7 – 75

4.Dispozitiv de prindere a semifabricatului

Dispozitiv special de prindere pe masa mașinii

5. Dispozitiv de prindere a sculei

Mandrină 13 STAS 1657 – 81

6. Mijloace de control

Calibru tampon M12 T – NT STAS 8222 – 0046/ 8221 – 1046

7. Adaosurile de prelucrare intermediare și totale

Ap = 0.9 mm

8.Regimurile de așchiere

Adâncimea de așchiere:

t==== 0,9 mm [Vol I, rel. 4.19, pag. 64]

Durabilitatea economică a sculei așchietoare:

Te=190 min

Viteza de așchiere:

Se alege turația recomandată pentru tarod M12:

n= 80 [ rot/min ] [Vol I, tab. 11.74, pag. 333]

Din caracteristicile mașinii-unelte se alege turatia:

n=80 [ rot/min ]

În aceste condiții, viteza reală este:

vr= = = 3.01 m/min

9. Metoda de reglare a sculei la cotă

Sistemul de reglare la cotă al mașinii – unelte

10.Norma tehnică de timp

Timpul operativ:

Top=top + K1+K2 +tpd

top i= 1.34 [min/buc] – timp operativ incomplet

K1=1 ,K2=1.8

tpd=0.43 min/buc

Top=(1.34 11.8)+0.43 = 2.84 min/buc

Timpul de deservire tehnico- organizatorica si timpul de odihna :

Td+Ton=Top = 2,84 = 0.23 min/buc

Timp pregătire – închiere :

Tpi= Tpi 1 +Tpi 2

Tpi 1 = 7 , Tpi 2 = 4

Tpi= Tpi 1 +Tpi 2 = 7 +4 = 11 min/buc

Timp unitar pe operație :

Tu=Top+Td+Ton = 2.84+0.23 = 3.07 min / buc

OPERAȚIA 20 – Rectificare plană Ra= 1,6 µm

1.Schita operației

2.Maṣina unealtă utilizată: masină de rectificat plan cu ax orizontal RPO 200

Caracteristici tehnice:

Lăṭimea maximă de rectificat 270 mm

Lungimea maximă de rectificat 630 mm

Înălṭimea maximă de rectificat 400 mm

Diametrul exterior maxim al pietrei 225 mm

Lăṭimea maximă a pietrei 30mm

Cursa longitudinal 650mm

Cursa transversală 240mm

Turaṭia pietrei 2840 rot/min

Domeniul de avans al mesei (variabil continuu) 1000…..30000 mm/min

Domeniul de avans transversal (variabil continuu) 500…..3000 mm/min

Domeniul de avans vertical 0.002….0.040 mm/min

Puterea instalată 5.2 KW

Puterea motorului principal 2.2 KW

Masa maṣinii 1500 kg

Dimensiuni de gabarit:

– lungimea 3000 mm

– lăṭimea 1250 mm

– înălṭimea 1760 mm

3.Alegerea sculei .

Se admite o piatră cu diametrul maxim de 225 mm ṣi lăṭimea maximă de 30 mm.

Din STAS 601/1-84 se alege o piatră cilindrică plană E40LC (200x30x30).

Materialul abraziv E; Duritate J-L; Granulṭia 50-40; Liant C.

4.Dispozitiv de prindere a SF: Dispozitiv de rectificat

5.Dispozitiv de prindere pentru sculele aschietoare: Dorn port-piatră

6.Mijloc de control: Subler 150×0.1 STAS 1373/73

Rugozimetru

Calibre pentru rugozitate

7. Fazele operației : 1) Prins SF

2) Rectificare plană la cota 66,25 mm

3) Întors SF

4) Rectificare plană la cota 66 mm

5) Desprins SF

6) Control dimensional

Faza (2) activă de prelucrare: Rectificare plană la cota 66.25 mm

8.Adaosul total de prelucrare

În funcṭie de dimensiunea suprafeṭei ce se rectifică ṣi tipul rectificării se alege adaosul de prelucrare Ap=0.25 mm

9.Regimul de așchiere.

Durabilitatea economic a discului abraziv

= 20 min [tab.9.147/pag 184.Vol.II]

Stabilirea adâncimii de aschiere ṣi a numărului de treceri

t = 0.015….0.04 mm [tab.9.150/pag 188.Vol.II]

Alegem t =0.02 mm

Numărul de treceri i=→i= 0.2/0.02 → i= 10 treceri

Stabilirea avansului transversal.

St=(0.4….0.7)B

St = 0.5B → St=0.530→ St =15 mm/cursă

Stabilirea vitezei de aschiere.

În funcṭie de materialul de rectificat se alge viteza de aschiere a discului abraziv

v=23 m/sec [tab.9.163/pag 198.Vol.II]

Turaṭia discului abraziv

n= 60000v/ = = 2197 rot/min.

Din caracteristicile MU se alege o turaṭie de 2100 rot/min

În aceste condiṭii viteza de aschiere reală a discului va fi Vr =/60000

Vr = → Vr = 22 m/s

Stabilirea vitezei de avans al mesei.

În funcṭie de adâncimea de aschiere (avansul d pătundere Sp=0.02 mm/trecere), avansul transversal (St=15 mm/cursă) ṣi durabilitatea pietrei (Tec=20 min), se alege viteza de avans a mesei

Vs= 18 m/min [tab.9.163/pag 198.Vol.II]

Verificarea puterii.

În funcṭie de viteza de avans al mesei Vs=18 m/min, avansul transversal de trecere (St=15 mm/cursă) ṣi avansul de pătrundere (Sp=0.02 mm/trecere) se alege puterea efectivă Ne= 2.2 KW

Se corectează cu următorii coeficienṭi: Ks1=0.8 –funcṭie de duritatea pietrei

Ks2= 1.1- funcṭie de materialul de prelucrat

Nr=2.20.81.1 2 KW [tab.9.165/pag 199.Vol.II]

Nr rezultă că prelucrarea se poate realiza pe maṣina de rectificat plan RPO 200 cu următorii parametrii ai regimului de aṣchiere:

– adâncimea de aschiere (avansul de pătrundere) t=0.02 mm/trecere

– avansul transversal de trecere St= 15 mm/cursă

-viteza de aschiere a discului abraziv Vd= 22 m/s

– turaṭia discului = 2100 rot/min

– viteza de avans al mesei Vs= 18 m/min

– puterea efectivă Nr = 2 KW

– numărul de treceri i=10

Faza (4) activă de prelucrare: Rectificare plană la cota 66 mm

Se vor respecta aceeaṣi MU ṣi regim de așchiere stabilit anterior.

10. Indicarea metodei de reglare a sculei la cota.

Reglarea se face după treceri de proba.

11.Stabilirea normei tehnice de timp.

Timpul normat pe operaṭie se calculează cu următoarea relaṭie: Tn=Tb+Ta+Tdt+Tdo+Ton+Tpî/n

Timpul de bază

Tb=

l1=14 [tab.12.77/pag.410.Vol.II]

l=90 mm-lungimea de prelucrat

l2 = 8 mm- distanṭa de depăsire

Bp=90 mm-lăṭimea de prelucrat

Bd= 30 mm –lăṭimea discului

k=1.2 –ceoficient de corecṭie în funcṭie de tipul rectificării [tab.12.76/pag.410.Vol.II]

Tb = 1.2

Tb = 1.2

Tb=0.62 min

Tb pentru cele 2 feṭe este de 1.24 min.

Timpul auxiliar:

= 0.15- pentru prinderea ṣi desprinderea piesei [tab.12.81/pag.412.Vol.II]

=0.10 min. pentru apropierea piesei de piatră [tab.12.82/pag.412.Vol.II]

= 0.03 min. pentru cuplarea avansului de trecere

= 0.03 min. pentru cuplarea vitzei de avans

= 0.04 min.pentru pornirea ṣi oprirea sistemului de răcire.

= 0.3= 0.9 min. pentru măsurători.

Ta=0.15+0.10+0.03+0.03+0.04+0.3 → Ta = 0.65 min

Ta pentu cele 2 feṭe este de 1.3 min

Timpul de deservire tehnico-organizatorică:

= = =0.076 min [rel 5.20.pag.59.Vol.II]

Timpul de odihnă ṣi necesităṭi fireṣti:

Ton = (Tb+Ta)5/100 = (1.24+1.3)5/100= 0.127 min

Tu= Tb+Ta+Tdt+Ton

Tu= 1.24+1.3+0.076+0.127→ Tu= 2.74 min

Timpul de pregătire-încheiere.

Tpî1 = 4 min – pentru modul de prindere [tab 12.86]

Tpî2 = 10 min –pentru primirea ṣi predarea documentaṭiei

Tpî= 4+10= 14 min [tab.12.86]

Timpul normat pe operaṭie Tn=Tu+Tpî/n

Tn=2.74+14/200= 2.81 min

B. STUDIUL ECONOMIC

1.Stabilirea caracterului producției pe baza calculului coeficientului de serie

Coeficientul de serie K se calculeaza cu relatia:

K=; unde: R=ritmul de fabricatie [min/buc];

=timpul unitar la o operatie oarecare [min/buc].

R= [min/buc] unde: N=programa anuala de fabricate [buc/an];

Td=fondul de timp disponibil anual pentru utilaje de la operatia

respective.

Td=h·i·z [ore/an] unde: h= nr de ore/schimb de lucru (h=8 ore)

i= nr de schimburi pe zi (i=1,2,3)

z= nr de zile lucrătoare (53 sapt x 5 zile-5 zile legale libere)

K=0…2 → productie de masa

K=2…5 → productie de serie mare

K=5…10 → productie de serie mijlocie

K=10…20 → productie de serie mica

K>20 → productie de unicat

=8.01 min (operatia 4: frezare cilindro-frontală);

N=5000 buc/an;

I=2 schimburi/zi;

H=8 ore/schimb;

Z=(525)-8=252 zile lucrătoare;

=8 2 252=4032 ore/an

R==48,38 min/buc;

K == 6.03 – productie de serie mijlocie

2. Calculul lotului optim “n”

n= [buc/an]

unde: N – programa anuală totală de fabricație, inclusiv piesele de schimb, stocul de

fabricație, rebuturile.

=(1+)·N++ , unde: β=2 %;

-număr piese de schimb;

-număr piese de siguranṭa;

+=0,1·N=0,1·5000=500 bucati;

=(1+0.02)·N+500=1,02·5000+500=5600 bucati;

D = D1 + D2

D1 – cheltuieli cu pregătirea-încheierea fabricației;

=(1+)··· [lei];

P=130- regia generală (cheltuieli generale întreprindere);

=timpii de pregătire-încheiere pentru operațiile i;

=salariul muncitorulu=11 lei/ora;

=1=numărul de mașinii unelte pe care se executa operatia i;

I=1…k operațiile procesului tehnologic;

Se considera i=6 operații tehnologice

=(1+130/100)··11·1=19.1 lei;

D2 – cheltuieli cu întreținerea si functionarea utilajelor;

=· unde:

=12 lei → costul unei ore de întreținere și funcționare a utilajului;

=numărul de utilaje folosite;

=()·12·1=16 lei;

D = D1 + D2 = 19.1+16 = 35.1 lei/lot;

Cm – costul fabricației până la începerea prelucrărilor mecanice;

Cm = GSF pc unde: GSF – masa semifabricatului [kg];

pc – costul unui kilogram de material [lei];

Cm = 1.5 · 2.1 = 3.15 lei;

A’ – cheltuieli independente de mărimea lotului de fabricație

A’ = 4·· unde:

= timpul unitar pe operația i;

A’=4··11=22.2 lei;

n====227 bucați;

Lotul optim este egal cu n = 200 bucati.

3.Calculul timpilor pe bucată

Pentru o producție anuală de 5000 de bucăți și pentru un lot optim de fabricație de 200 bucăți, timpii unitari se calculează cu relația de mai jos:

Tbuc,i = Tu,i + min. [pag.18,rel.13.8.]

Tbuc,i – timpul pe bucată, pentru operația i min/buc;

Tu,i – timpul unitar, pentru operația i min/buc;

Tpi-i – timpul de pregătire-încheiere, pentru operația i min/lot;

Nopt – mărimea lotului optim de fabricație buc;

Op.1- Frezare frontală a părții inferioare si superioare

Tbuc=5.85+=5.93 min;

Op.1- Varianta II – Rabotarea partii inferioare si superioare

Tbuc=22.59+=22.67 min;

Op.4-Frezare cilindro-frontală 2xR6

Tbuc=8.01+= 8.092 min;

Op.7 – Prelucrare prin alezare Ø30 H7 ( 4 găuri succesive )

Tbuc=10.7+=10.78 min;

Op.7-Varianta II- Prelucrare prin alezare Ø30 H7 (4 gauri realizate cu ajutorul unui cap multiax )

Tbuc=1.62+= 1.64min;

Op.8-Adâncire Ø35,5 (4 adânciri succesive)

Tbuc=8.01+= 8.03min;

Op. 15-Filetare M12 (4 gauri succesiv)

Tbuc=3.07+ = 3.09 min;

Op. 20-Prelucrarea prin rectificare plană

Tbuc=2.74+ = 2.81 min;

4. Calculele economice justificative pentru determinarea variantei economice de proiect tehnologic.

Executarea unei piese se poate realiza prin mai multe variante tehnologice. Variantele pot să difere între ele prin metoda și procedeul de prelucrare prevăzut, prin mașina-unealtă, prin SDV-urile folosite la prelucrare.

Existența mai multor variante egale din punct de vedere tehnic trimite la necesitatea alegerii unei variante care să fie cea mai optimă din punct de vedere economic.

La producția de serie mijlocie optarea pentru una din variante se face pe baza unui calcul economic.

Calculul economic se realizează în primă faza la nivel de operație a procesului tehnologic și în final se selectează varianta de cost minim de la fiecare operație analizată în mai multe variante, rezultând varianta economică pe ansamblul procesului tehnologic.

Costul unei operații i de prelucrare a unui număr x de repere se calculează cu ajutorul relației:

Cx-i = Aix + Bi lei

Ai= cheltuieli independente de marimea lotului de fabricatie [lei/buc];

x – număr de piese;

Bi – cheltuieli speciale pentru operatia i;

Ai = [lei/buc];

Ai-1= costul semifabricatului [lei/buc SF];

Ai-2= cheltuieli cu manopera;

Ai-3= cheltuieli indirecte secție;

Ai-4= cheltuieli generale intreprindere;

Ai-5= cheltuieli cu amortizarea utilajelor.

Ai-1= 3.15 lei;

Ai-2=· unde : -norma de timp;

– retribuția muncitorului;

Ai-3= ·Ai-2;

Ai-4=· (Ai-1 + Ai-2 +Ai-3);

Ai-5= 2,75·10-7··1,4·;

2,75·10-7- coeficient de amortizare a mașinii-unelte în 12 ani;

– costul initial al mașinii-unelte;

1,4 – cota de întretinere si reparații a mașinii-unelte până la ieșirea din uz;

– norma de timp pentru operația respectivă;

Bi=CDPSF(DPSC,Sc)=k·n;

CDPSF = costul dispozitivului de prindere al semifabricatului sau al sculei;

k – coeficient ce ține seama de complexitatea SDV-ului;

n-număr de bucăți (repere componente ale SDV-ului);

k=5-pentru SDV-uri de complexitate mică;

k=10-pentru SDV-uri de complexitate medie;

k=15-pentru SDV-uri de complexitate ridicată;

Ecuațiile costurilor se reprezintă grafic în funcție de valorile termenilor A, B.

Când DPSF este accesoriu al MU, costul lui nu se mai indroduce în calcul, fiind inclus în costul masinii-unelte.

Op.7- Prelucrare prin alezare Ø30 H7 (4 găuri succesive)- varianta I

Costul prelucrării a X piese într-o variantă tehnologică la această operație va fi:

CxI=AIx + BIlei/buc;

A1= Cm= 3.15 lei

A2=·11=0.755 lei

A3= ·A2=2,4·0.755=1.81 lei;

A4= ·(A1+A2+A3)=0,23·(3.15+0.755+1.81)=1.31 lei

A5= 2,75·10-7CMU·1,4·NT=2,75·10-7·4500·1,4·4.02=0,007 lei;

CMU = 4500 lei

Bi=CDPSC=k·n

k=10;

n=35 repere;

BI=10·35=350 lei;

AI=A1+A2+A3+A4+A5=3.15+0.755+1.81+1.31 +0,007

AI =7 lei;

CxI=AIx + BI = 75600+350= 39550 lei/buc;

Op.11- Prelucrare prin alezare Ø30 H7 cu cap multiax – varianta II

Costul prelucrării a X piese într-o variantă tehnologică la această operație va fi:

CxII=AIIx + BII lei/buc;

A1= Cm= 3.15 lei

A2=·11=0.256 lei

A3= ·A2=2,4·0,256=0.61 lei;

A4= ·(A1+A2+A3)=0,23·(3.15+0.256+0.61)=0.924 lei

A5= 2,75·10-7CMU·1,4·NT=2,75·10-7·8000·1,4·1.4=0,0043 lei;

CMU = 8000 lei

Bi=CDPSC+ CDPSf =k1·n1+ k2·n2

k1=15; k2=10;

n1=20 repere; n2=35

BII=15·20+1035=650 lei;

AII=A1+A2+A3+A4+A5=3.15+0.256+0.61+0.924+0,0043

AII = 4.95 lei;

CxII=AIIx + BII= 4.955000+650= 28370 lei/buc

Reprezentarea grafică a ecuației costurilor.

Concluzie:

– dacă seria de fabricație este mica (x<xCR) Varianta I este economică.

– dacă seria de fabricație este mare (x>xCR) Varianta II este economică.

– dacă x=xCR optarea pentru una din variante se face din alte considerente decât cele

economice.

Pentru o anumită serie de fabricație se poate calcula economia anuală care se realizează dacă se adoptă varianta economică comparativ cu cealaltă variantă.

Ecan=| CxI-CxII|;

x=5000 buc/an;

Ecan=| (AI·x+BI)-(AII·x+BII) |=[(7·5000+350)-(4.95·5000+650)]

Ecan =39550-28370=11180 lei;

Varianta lui Xcr se calculează:

XCR=(BII-BI)/(AI-AII)=(650-350)/(7-4.95)=300/2.05=146.3 buc;

X=5000 > XCR;

XCR= 146 buc. Varianta ecnomică este varianta II

Op.1- Prelucrare prin frezare frontală a părții superioare si inferioare – varianta I

Costul prelucrării a X piese într-o variantă tehnologică la această operație va fi:

CxI=AIx + BIlei/buc;

A1= Cm= 0.05 lei

A2=·11=0.42 lei

A3= ·A2=0,06·0.42=0.69 lei;

A4= ·(A1+A2+A3)=0,24·(0.05+0.42+0.69)=0.98 lei

A5= 2,75·10-7CMU·1,4·NT=2,75·10-7·11000·1,4·7.7=0,032 lei;

CMU = 11000 lei

BI = CSC= 415 lei

AI=A1+A2+A3+A4+A5=0.15+0.42+0.69+0.98+0,032

AI =1.27 lei;

CxI=AIx + BI = 10.275600+415= 57927 lei/buc;

Op 1 – Rabotare a părții superioare si inferioare – varianta II

Costul prelucrării a X piese într-o variantă tehnologică la această operație va fi:

CxII=AIIx + BII lei/buc;

A1= Cm= 3.15 lei

A2=·11=0.52 lei

A3= ·A2=2,6·0,52=1.36 lei;

A4= ·(A1+A2+A3)=0,24·(3.15+0.52+1.36)=1.21 lei

A5= 2,75·10-7CMU·1,4·NT=2,75·10-7·11000·1,4·2.79=0,0012 lei;

CMU = 11000 lei

BII=CSC= 1200 lei

AII=A1+A2+A3+A4+A5=3.15+0.52+1.36+1.21+0,0012

AII = 5.45 lei;

CxII=AIIx + BII= 6.255000+1200= 35520 lei/buc

Reprezentarea grafică a ecuației costurilor.

Concluzie:

– dacă seria de fabricație este mica (x<xCR) Varianta I este economică.

– dacă seria de fabricație este mare (x>xCR) Varianta II este economică.

– dacă x=xCR optarea pentru una din variante se face din alte considerente decât cele

economice.

Pentru o anumită serie de fabricație se poate calcula economia anuală care se realizează dacă se adoptă varianta economică comparativ cu cealaltă varianta.

Ecan=| CxI-CxII|;

x=5000 buc/an;

Ecan=| (AI·x+BI)-(AII·x+BII) |=[(10.27·1000+415)-(6.31·5000+7000)]

Ecan =57927-35550=222377 lei;

Varianta lui Xcr se calculează:

XCR=(BII-BI)/(AI-AII)=(7000-1000)/(1.27-5.45)= 5800buc;

X=5000 < XCR;

XCR=5800 buc. Varianta I este economică

C. Probleme de organizare a procesului tehnologic

1.Calculul numărului de mașini unelete necesare și a gradului de încărcare cele 6 operații în variantă economică

Formule necesare generale care se vor aplica fiecărei operție în parte :

Gradul de încărcare pentru utilajul ,,i’’ la operația ,,j’’

Fop(Ui) = [ore]

Număr de utilaje MU ,,i’’ la operația ,,j’’

N(Ui) =

4128- ( ore lucrătoare /an) – într-un regim de lucru de 2 schimburi pe zi

N= 5000 [buc] – programa anuală

tbucj [ min ]-timpul pe bucată la operația ,,j’’

a) Operația 1 Var1. Frezare

Fop(Ui) = =494.16 [ore]

N(Ui) = = 0,11

– este necesară o mașină de frezat FU-71

b) Operația 4. Frezare

Fop(Ui) = =674,3 [ore]

N(Ui) = = 0,16

– este necesară o mașină de frezat FV-500

c) Operația 7 Var 2. Alezare

Fop(Ui) = =136,6 [ore]

N(Ui) = = 0,03

– este necesară o mașină de găurit G160

d) Operația 8. Adâncire

Fop(Ui) = =669,16 [ore]

N(Ui) = = 0,16

– este necesară o mașină de găurit G160

e) Operația 15. Filetare

Fop(Ui) = =257 [ore]

N(Ui) = = 0,06

– este necesară o mașină de filetat interior MFIV – 16

f) Operația 20. Rectificare

Fop(Ui) = =234,16 [ore]

N(Ui) = = 0,056

– este necesar o mașină de rectificat RPO-200

Concluzie. Pentru realizarea celor 6 operații în variantă economică avem nevoie de următorul parc de MU:

1 mașină de frezat : FU-71;

1 mașină de frezat : FV-500;

2 mașini de găurit : G160;

1 masină de filetat interior : MFIV – 16;

1 mașină de rectificat plan : RPO-200 ;

2. Măsuri de tehnica securității muncii

Mașina de frezat

Pe mașina de frezat se vor executa numai operațiile pentru care a fost destinată mașina de întreprinderea constructoare , mașiniile de frezat la care se execută frezare rapidă trebuie sa fie prevăzute cu ecrane de protecție.

Înainte de montarea frezei , se va verifica ascuțirea acesteia.

Montarea și demontarea frezei , se va face cu mâinile protejate.

Verificarea pieselor se va face numai după oprirea utilajului.

În timpul funcționării utilajului de frezat , nu se permite sa se găsească pe ea așezate scule sau alte piese nefixate .

La frezare reglarea avansului se face numai după pornirea axului frezei.

Mașina de găurit , alezat

Înaintea așezării piesei pe masa mașinii , se va curăța masa și canalele de așchii.

Curățarea se face numai după oprirea mașinii.

Mandrinele de prindere se vor strânge și desface numai cu chei dedicate .

Bughiul sau alezorul din mandrină trebuie să fie bine centrat și fixat.

Se interzice încetinirea/oprirea bughiului cu mâna .

Se interzice folosirea burghiului , alezoarelor sau conurilor cu cozi uzate sau care prezintă crestăuri , fisuri , sau lovituri cu ciocanul etc.

Piesa care urmează a fi găurit sau alezată trebuie fixată pe masa mașinii cu ajutorul unor

dispozitive speciale sau menghină.

D.Proiectarea unui calibru tampon ,,T-NT’’

Se proiectează un calibru tampon ,,T-NT’’ pentru un alezaj cu diametrul Ø18H7

Se va utiliza bibliografia STAS 8222-68 și STAS 2980/1-87

Calculul dimensiunii părții active ale calibrului tampon

NT=( D )

Tnou=( D + z ) Tab.2.17

Tuzat=( D -y )

H=0,004 [mm] => = 0,002 [mm]

z = 0,003 [mm] Tab.2.18

y = 0,003 [mm]

Tnou=(18 + 0,003) 0,002 =>18,003 0,002 [mm]

Tuzat=18 – 0,003 =17,997[mm]

NT= ( 18 + 0,003) 0,002 => 18,003 0,002 [mm]

Bibliografie

[1] Vlase,A.,ș.a Regimuri de așchiere,adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp,vol.I Ed. Tehnică, București, 1984 , vol.II, Ed. Tehnică, București, 1985.

[2] Picoș,C., ș.a Normarea tehnică pentru prelucrări prin așchiere, vol. I, Ed. Tehnică,București,1979.

[3] Picoș,C., ș.a Normarea tehnică pentru prelucrări prin așchiere,vol.II,Ed.Tehnică , București,1982.

[4] Picoș,C.. ș.a Calculul adaosurilor de prelucrare și al regimurilor de așchiere ,Ed.Tehnică, Bucureși,1979.

[5] Picoș,C.. ș.a Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, vol. II, Ed.Universitas ,Chișinău, 1992.

[6] Dușe.D.,Bologa.O.Tehnologii de prelucrare tipizate,Ed.Universității din Sibiu,1995.

[7] Popoescu,I. ș.a Scule așchietoare – dispositive de prindere a sculelor așchietoare.Dispozitive de prindere a semifabricatelor -Mijloace de măsură.

[8] Colecție STAS-Scule așchietoare și portscule pentru prelucrarea metalelor Vol.II.Ed.Tehnică.

[9] Fetecău Călin.Prelucrarea maselor plastice,Universitatea ,,Dunărea de Jos’’,Galați,2008.

[10] Ion Sereș.Matrițe de injectat în exemple.Soluții constructive.Exemple de matrițe,Ed.Imprimeriei de Vest,1998.

[11] Prof.univ.Opran Constantin , Tehnologii de injecție în matriță , UPB-TCM, 2009.

[12] https://www.scribd.com/document/98860157/C6-Defectele-Pieselor-Injectate

[13] https://shifting-gears.com/

OPIS

Lucrarea conține:

Parte scrisă :

127 pagini

8 tabele

62 figuri

Partea grafică:

Formate

Formate

Formate

Formate

Declar pe propria răspundere că am elaborat personal proiectul de diplomă , nu am folosit alte materiale documentare în afara celor prezentate în proiect la capitolul Bibliografie.

Semnătura autorului,

Sunt de acord cu prezentarea Lucrării de Diplomă în sesiunea iulie 2018 a candidatului Rus Vasile Cosmin cu tema rezolvată în prezentul proiect.

Data predării: iulie 2018 Semnătura conducătorului,