Tehnologia de Prelucrare a Piesei Bolt de Centrare pe Un Strung Automat de Strunjit Longitudinal Tip Ad 25

Cuprins

=== Tehn. bolt de centrare pe AD25 ===

Cuprins

Capitolul 1

Strunguri automate. Considerații generale

1.1 Definirea și clasificarea strungurilor automate

Strungurile automate asigură prelucrarea pieselor de revoluție, cu dimensiuni relativ reduse și mijlocii, fără intervenția muncitorului. Mișcările de lucru și auxiliare sunt executate, în succesiunea necesară, de către mecanismele de comandă și distribuție, pe baza unui program bine stabilit.

Prin eliminarea influenței operatorului asupra desfășurării procesului de prelucrare, și prin suprapunerea judicioasă a acțiunii diferitelor scule, se poate reduce considerabil timpul de lucru iar, prin efectuarea rapidă a mișcărilor de apropiere și retragere, se pot reduce timpii ajutători.

De asemenea, timpul de prelucrare poate fi redus prin utilizarea dispozitivelor auxiliare, cu ajutorul cărora, în timpul prelucrărilor principale, sau în paralel cu acestea, se pot realiza prelucrări care ar necesita alte utilaje-sau alte fixări pe același utilaj (de exemplu: burghieri transversale, frezarea unor canale sau degajări, etc).

Un alt avantaj al strungurilor automate îl constituie faptul că un muncitor poate deservi simultan mai multe mașini. în funcție de piesa de prelucrat, respectiv de complexitatea fazelor de lucru necesare, un muncitor/ poate deservi 4—8 strunguri automate.

În schimb, echiparea cu sculele necesare și reglarea strungurilor automate necesită un timp relativ lung și o calificare ridicată.

Din acest motiv, utilizarea strungurilor automate în producție trebuie hotărâtă pe baza unui calcul de rentabilitate.

După felul semifabricatului, strungurile automate pot fi pentru prelucrări din bară și pentru prelucrări din semifabricate individuale.

După numărul arborilor principali, strungurile automate se împart în:

strunguri monoaxe;

strunguri multiaxe.

În funcție de construcția mecanismelor de comandă și de execuție, strungurile automate monoax pot fi:

strunguri automate de strunjit longitudinal și profilat: de exemplu
UMF Ruhla-model 656; Bechler Ar, A8, Traub – TC 15; Strohm-SJ 75—105—125; Tornos-R10, R16; BP-U16 (Polonia); TOS – model AD 16, AD 25; 1 A 10P., 1 A 12P etc;

strunguri automate cu cap revolver, de exemplu: Index-12, 18, 25;
86, 52; Skoda – model A 12, A 20, A 40; SARO-16, 25, 42, 60; 1 D-112,
1 D-118, ATA-20, ATA-40, DAR-12, 18,; 1 B 124, 1 B 136, 1 B 140 etc.

La rândul lor, strungurile automate multiax, după modul de lucru, se pot grupa astfel:

strunguri automate multiax cu prelucrare succesivă, de exemplu:
model 123—4;1 A-240— 6, IA 225—6, WMW-DAM 4×42; AMTEC,
SCHUTTE etc.;

strunguri automate multiax cu prelucrare în paralel, model 147,
148, 149 etc.

În anexele A1, A2 și A3 [10] sunt date principalele elemente caracteristice ale celor mai des întâlnite strunguri automate.

Necesitatea ridicării continue a productivității muncii a impus introducerea în producția de serie și de masă a strungurilor semiautomate și automate, mașini-unelte la care întregul ciclu de prelucrare a unei piese se execută automat. Muncitorului îi revine doar rolul de a supraveghea funcționarea mașinii și de a schimba piesa prelucrată cu un nou semifabricat, în cazul strungurilor semiautomate și de a supraveghea funcționarea mașinii și de a schimba bara, sau de a încărca buncărele (jgheaburile) de alimentare automată, în cazul strungurilor automate.

Deosebirea dintre un strung semiautomat și unul automat constă în faptul că la strungul semiautomat muncitorul trebuie să schimbe piesa prelucrată cu un nou semifabricat, pe când la strungurile automate, alimentarea cu un nou semifabricat, sau cu o nouă porțiune de bară, se face automat, alimentarea fiind inclusă în ciclul automat al strungului.

Varietatea constructivă, dimensională și funcțională a strungurilor automatizate fiind foarte mare, clasificarea lor se poate face după diferite criterii, de exemplu:

după poziția axei arborelui principal există strunguri automatizate orizontale și verticale;

după numărul arborilor principali există strunguri automatizate monoax și multiaxe ;

după modul de comandă al ciclului de lucru automat ș.a.

Acest ultim criteriu este cel mai frecvent utilizat, după care se deosebesc trei grupe, schematizate în figura 1.1. Strungurile automate, din punctul de vedere al comenzii ciclului automat de lucru, se caracterizează prin arborele de comandă AC care, de regulă, poartă camele disc și spațiale, de la care se preiau mișcările de avans de lucru și rapide de apropiere – îndepărtare a săniilor portscule. Arborele de comandă execută o rotație completă (360°) la un ciclu de lucru, deci în timpul în care se prelucrează o piesă, astfel că de aici se comandă toate funcțiile necesare realizării ciclului de lucru.

După construcția și funcționarea arborilor de comandă se deosebesc trei grupe. Din prima grupă (fig. 1.1, a) fac parte strungurile automate la care arborele de comandă se rotește cu viteză unghiulară constantă (ω1), atât la transmiterea avansurilor de lucru, cât și a avansurilor rapide de apropiere – îndepărtare. Mișcarea este preluată de la lanțul mișcării principale (cutia de viteză) cu o singură legătură cinematică.

Din a doua grupă (fig. 1.1, b) fac parte strungurile automate la care arborele de comandă se rotește cu două viteze unghiulare.

Cu această construcție, timpii auxiliari se reduc considerabil și crește capacitatea de lucru a mașinii-unelte.

Fig.1.1 Tipuri de grupe de strunguri automate

Vitezele unghiulare sunt (ω1) și (ω2), prima este o viteză unghiulară lentă (ω1), obținută prin legătura cinematică lC1 (când se transmit avansurile de lucru) și cea de-a doua este o viteză unghiulară mărită (ω2), transmisă prin lanțul cinematic lC2 (când se transmit avansurile rapide de apropiere – îndepărtare).

Din grupa a treia (figura 1.1, c) fac parte strungurile automate care au doi arbori de comandă, unul principal ACP și unul secundar ACS. Arborele de comandă principal transmite avansurile de lucru, iar arborele de comandă secundar comandă fazele ciclului de lucru automat și avansurile rapide de apropiere – îndepărtare.

1.2 Posibilități tehnologice ale strungurilor automate

Posibilitățile tehnologice ale unui strung automat monoax sunt determinate de:

gama turațiilor ce pot fi realizate de arborele principal;

gama avansurilor realizabile de capul revolver și de săniile transversale;

lungimea curselor de lucru;

numărul pozițiilor pentru scule din capul revolver și al săniilor transversale;

existența unor dispozitive speciale;

existența unor portscule combinate;

posibilitatea utilizării unor avansuri rapide pentru apropierea și retragerea sculelor;

posibilitățile de suprapunere a diferitelor prelucrări în cadrul aceleiași faze de lucru etc.

Posibilitățile tehnologice ale unui strung automat multiax sunt determinate de:

numărul de arbori principali;

numărul săniilor transversale;

numărul pozițiilor pentru scule în sania centrală longitudinală;

lungimea cursei săniilor;

regimurile de așchiere ce se pot aplica etc.

Prelucrările ce se pot realiza pe strunguri automate și domeniul de utilizare a strungurilor automate

Pe strungurile automate se poate realiza o diversitate mare de prelucrări, ca urmare a unor largi posibilități tehnologice.

Aceste prelucrări se pot împărți în două grupe:

Grupa I. Prelucrări ce se pot realiza cu suporturile și accesoriile normale ale mașinilor-unelte automate:

strunjire longitudinală;

retezare, strunjire transversală;

strunjire profilată și conică;

burghiere, lărgire, alezare;

tarodare, filetare cu filieră.

Grupa II. Prelucrări ce se pot realiza numai cu dispozitive și accesorii speciale:

burghiere rapidă;

burghiere transversală;

frezare;

filetarea piulițelor;

filetarea cu cuțit;

strunjirea de copiere.

Desfășurarea acestor prelucrări este uneori diferită de cea realizată pe strungurile universale atât datorită construcției speciale a suporturilor portsculă, cât și a posibilităților de suprapunere a mai multor prelucrări. Caracteristica acestor prelucrări pe strungurile automate este faptul că în mod frecvent nu se face divizarea adaosului de prelucrare în treceri de degroșare și finisare. De obicei, dimensiunile pieselor prelucrate sunt relativ mici și, astfel, adaosurile de prelucrare se pot îndepărta, în majoritatea cazurilor, dintr-o singură trecere. Prelucrarea din mai multe treceri se realizează de obicei la strungurile automate cu cap revolver pentru prelucrarea barelor cu diametru mare și pe strungurile automate multiax. Și regimurile de așchiere sunt specifice acestor tipuri de strunguri automate, determinate de mobilitatea mai mare, necesară la scule, și de rigiditatea mai redusă a acestor tipuri de strunguri automate, față de cele universale sau semiautomate.

Strungurile automate se pot utiliza în mod economic numai în cazul în care numărul pieselor dintr-un lot este suficient de mare, astfel ca mașina să poată prelucra o anumită perioadă de timp aceeași piesă. Durata acestei perioade se află într-un anumit raport față de timpul necesar reglării mașinii și diferă în funcție de tipul strungului și de complexitatea piesei. Din acest motiv, strungurile automate sunt utilizate exclusiv în producția de serie și de masă.

Timpul de prelucrare pe strungurile automate se poate reduce prin următoarele metode:

folosirea sculelor ce permit viteze de așchiere ridicate;

folosirea sculelor profilate;

suprapunerea fazelor.

Prima metodă este relativ puțin utilizabilă pe strungurile automate. A doua metodă nu se recomandă din punct de vedere al durabilității sculelor așchietoare.

A treia metodă este cea mai economică și cea mai caracteristică prelucrării pe strunguri automate.

Suprapunerea fazelor se poate realiza prin trei căi principale:

pe același suport se fixează mai multe scule, toate lucrând cu același avans;

sculele sunt fixate pe sănii diferite și astfel fiecare are avans independent;

prin combinarea primelor două căi.

Pentru toate căile este caracteristic faptul că toate prelucrările se realizează cu aceeași turație și, de aceea, numai o singură sculă poate lucra cu viteza de așchiere economică.

La suprapunerea fazelor, trebuie ținut cont de următoarele:

sculele trebuie astfel plasate și dirijate ca traiectoriile lor să nu se întâlnească. pentru a nu se produce ciocnirea acestora;

pe cât posibil, să se suprapună fazele cu durată apropiată de lucru;

forța de așchiere, ce apare din suprapunerea fazelor, să nu depășească limitele admisibile de rezistență ale piesei.

1.3 Strunguri automate de strunjit longitudinal si profilat

Schema de principiu a unui strung automat de strunjit longitudinal și profilat se prezintă în figura 1.2.

Fig. 1.2 Schema de principiu a unui strung automat de

strunjit longitudinal și profilat

Aceste tipuri de strunguri sunt caracterizate prin faptul că atât mișcarea principală de rotație necesară așchierii cât și avansul de lucru sunt executate de către semifabricat, iar sculele fixate în săniile transversale au numai mișcare radială. Pe aceste tipuri de strunguri automate, se indică, în general, prelucrarea pieselor de rigiditate redusă, deoarece, prin mecanismul de ghidare și avans al semifabricatului, se asigură o rigiditate tehnologică relativă ridicată și constantă, la prelucrare.

În principiu, fiecare automat de acest tip (fig. 1.2), se compune din:

păpușa arborelui principal 2;

mecanismul de fixare a semifabricatului 6;

luneta suport 1;

săniile transversale 7;

sania arborilor portscule 3;

mecanismul de avans al barei 4 și 5.

1.4 Materialele și semifabricatele indicate pentru prelucrările pe strungurile automate

În principiu, pe strungurile automate se pot prelucra aceleași materiale ca și pe strungurile universale, cu condiția ca aceste materiale să aibă proprietăți bune de așchiere.

În tabelul 1.1 sunt date principalele materiale care se pot prelucra pe strungurile automate, indicându-se rezistența la rupere a acestora. În anexa IV [10], se dau dimensiunile standardizate ale barelor calibrate de diferite profile, executate din materialele indicate în tabelul 1.1.

TABELUL 1.1

Capitolul 2

Tehnologia de prelucrare a piesei „bolț de centrare”

pe un strung automat de strunjit longitudinal tip AD 25*

2.1 Procese tehnologice pe strunguri automate

Spre deosebire de proiectarea proceselor tehnologice pe mașini-unelte universale, în cazul strungurilor automate este necesară o analiză mult mai detaliată a procesului tehnologic, cu defalcarea operației până la cea mai mică mișcare, întocmirea schițelor fazelor cu pozițiile sculelor, programarea în timp a fiecărei mișcări și proiectarea elementelor de comandă necesare.

Înainte de a se prezenta metodologia de proiectare, se vor defini elementele procesului tehnologic și noțiunile specifice, în cazul prelucrărilor pe strunguri automate.

Operația constituie totalitatea prelucrărilor ce se execută pe un strung automat, dintr-o singură reglare a acestuia. în cadrul unei operații, se pot obține una sau mai multe piese.

Faza conține totalitatea mișcărilor care se execută în mod automat de către diferitele subansambluri ale strungului automat pentru realizarea unei prelucrări sau a unei acțiuni auxiliare (de exemplu, avansarea și strângerea semifabricatului, bascularea piesei la unul din dispozitivele auxiliare etc).

Mișcarea constituie deplasarea unui organ de lucru sau ajutător cu o anumită viteză de deplasare și pe o anumită distanță (liniară sau circulară), cât și anumite comenzi pentru modificarea parametrilor de mișcare (schimbarea turației sau a sensului de rotație a arborelui principal) sau de poziție (schimbarea poziției capului revolver) a unor elemente.

Mișcările sunt caracterizate printr-o anumită durată de timp și pot avea loc independent sau suprapuse.

Mișcările nesuprapuse și mișcările cu durată maximă dintr-un complex de mișcări suprapuse se numesc mișcări principale. Suma timpilor necesari pentru mișcările principale determină timpul pentru un ciclu de lucru, denumit timp pe ciclu. Atât mișcările principale, cât și cele suprapuse pot fi: active sau auxiliare (în gol).

Ciclul de lucru este totalitatea mișcărilor active și auxiliare, care determină obținerea piesei.

Numărul de rotații echivalente Nai reprezintă numărul de rotații complete pe care le execută arborele principal sau cel intermediar (la filetări), în timpul executării unei anumite mișcări active.

Turația de bază a arborelui principal nAP este acea turație cu care se rotește arborele principal la majoritatea mișcărilor active. Această turație se folosește la calculul diviziunilor necesare diferitelor mișcări.

Timpul principal pe ciclu Tc reprezintă timpul necesar executării tuturor mișcărilor active și în gol, pentru realizarea unei piese sau a completului de piese ce se prelucrează simultan.

Timpul pe piesă TP este timpul necesar executării unei singure piese, in min/buc. Dacă la o rotație a arborelui de comandă se obține o singură piesă, atunci Tp = Tc.

Diviziune. De obicei, la strungurile automate, prelucrarea unei piese are loc în timpul unei rotații a arborelui cu came. Din acest motiv durata diferitelor mișcări active sau în gol se exprimă în fracțiuni al acestei rotații complecte a arborelui cu came principal.

Discul de comandă, aflat pe arborele cu came este divizat fie în grade – în acest caz un ciclu de lucru are loc la rotația acestui arbore cu 360° fie în 100 părți – când o diviziune corespunde la o rotație a arborelui cu came cu 3,6 grade sau în 120 părți când o diviziune corespunde la o rotație cu 3 grade.

La majoritatea strungurilor automate divizarea discului de comandă, și ca urmare și a camelor, se face în 100 părți (sutimi) și, de aceea, diviziunile necesare diferitelor mișcări sau comenzi se notează cu Si, unde i reprezintă numărul mișcării sau al comenzii.

Pentru a simplifica notațiile, diviziunile se vor simboliza printr-o linioară plasată la partea superioară a cifrei respective (de exemplu, opt diviziuni = 8) spre deosebire de notarea gradelor.

Pauze intermediare. La proiectarea procesului tehnologic, înainte de deplasarea unei sănii, sau la sfârșitul acesteia, trebuie intercalată o pauză, în timpul pauzei, săniile sunt în poziție de repaus.

Pauzele pot fi de așchiere și de siguranță.

Pauzele de așchiere. Sub acțiunea forțelor de așchiere, în sistemul de comandă al mișcării respective (pârghii, articulații, ghidaje), apar deformații elastice și, ca urmare, are loc o modificare a formei și a pozițiilor relative ale acestora.

În momentul în care s-a terminat porțiunea de urcare pe cama de comandă, forțele de avans se anulează brusc, deformațiile elastice dispar, iar pârghiile, articulațiile și ghidajele respective își recapătă forma și poziția relativă inițială. Ca urmare a acestei reveniri a elementelor de comandă, deși cama nu mai împinge sania, totuși se mai constată o anumită așchiere suplimentară.

Dacă la strunjirea unei piese în trepte, la sfârșitul cursei de lucru, imediat se retrage radial cuțitul, atunci pe suprafața frontală apare un canal spiral. La strunjirea transversală, dacă se retrage imediat scula la sfârșitul cursei de lucru, se obțin diametre diferite; la burghiere – adâncimi diferite.

Din acest motiv, se recomandă ca, după terminarea porțiunii de urcare pe camă, să se prevadă o porțiune circulară de 1°—2°, care reprezintă pauza de așchiere.

Pauza de siguranță. Durata în timp a curselor de lucru, în cazul culegătoarelor cuțit (fără rolă), este influențată de raza de rotunjire a muchiei culegătorului. La pante mici, centrul arcului de cerc de rotunjire se află aproximativ pe direcția normală la curbă; la pante de urcare mai accentuate, în schimb, se află cu ceva în fața acestei normale; iar, la panta de coborâre mai accentuată, rămâne puțin în urmă.

Pauza se indică. în fișa de calcul și în fișa de reglare, ca o comandă sau mișcare auxiliară independentă.

Întrucât, deși sunt necesare, pauzele constituie comenzi în gol, introducerea lor trebuie făcută cu multă chibzuință.

Pauzele, intercalate în funcție de necesitățile anterior analizate, pot fi uneori suprapuse cu alte mișcări sau comenzi sau chiar cu alte pauze (în acest caz, pauza principală devine cea cu lungimea necesară maximă).

2.2 Analiza constructiv – tehnologică a piesei de prelucrat

Piesa (fig. 2.1) este un bolț relativ lung, având pe o parte o porțiune conică și o gaură filetată M 8 x 15, iar pe partea opusă o degajare dublă.

Probleme deosebite privind precizia de prelucrare și rugozitatea suprafețelor, prezintă porțiunea cilindrică Φ20 x 60 mm.

Numărul de piese fabricate: 65000 buc/an.

Reperul se execută în clasa mijlocie de execuție STAS 2300-88 iar rugozitatea suprafeței este Ra = 6,3 μm. Materialul piesei este AUT 30 STAS 1350-88.

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

Carbon – 0,25 ……… 0,35%;

Mangan – 0,70 ……… 1,00%;

Siliciu max. – 0,15 ……… 0,35%;

Sulf – 0,08 ……… 0,30%.

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

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

alungirea, A5 = 15%;

duritatea HB max., HB = 183.

2.3 Alegerea mașinii-unelte adecvate

Tipul strungului automat cel mai indicat pentru prelucrarea unei piese se stabilește în principal în funcție de forma piesei, de prelucrările necesare și de seria de fabricație.

Fig. 2.1 Bolț de centrare

Pentru prelucrarea pieselor relativ subțiri (cu l/d > 6 … 20), se recomandă utilizarea strungurilor automate de strunjit longitudinal (cele mai mari strunguri automate de strunjit longitudinal permit prelucrarea barelor cu diametru până la 30 mm). Prin fixarea sculelor în săniile transversale și în sania arborilor portsculă, se pot prelucra și piese cu forme complexe.

Prelucrarea pieselor mai rigide (cu l/d 6) se recomandă să se efectueze pe strunguri automate cu cap revolver sau, atunci când seria este foarte mare, pe strunguri multiax.

Piesele lungi se pot prelucra pe strunguri automate revolver numai prin utilizarea unor dispozitive speciale de susținere, care, însă, nu asigură nici pe departe precizia ce se poate realiza pe strungurile automate de strunjit longitudinal. Pe strungurile automate revolver mari se pot prelucra bare cu diametrul până la 120 mm.

Analizând din punct de vedere tehnologic desenul piesei „bolț de centrare”, rezultă că, pentru realizarea acesteia, sunt necesare următoarele prelucrări de bază:

strunjiri cilindrice pe lungimi mari;

strunjire conică;

burghiere;

filetare;

profilare transversală;

retezare.

Atât lungimea relativ mare a piesei, cât și prelucrările necesare, impun alegerea unui strung automat de strunjit longitudinal și profilat. Pe baza dimensiunilor de gabarit ale piesei, din categoria respectivă de strunguri; se alege strungul automat AD-25 – de fabricație TOS-RSC.

2.4 Alegerea semifabricatului

Deoarece, la aceste tipuri de strunguri automate, semifabricatul este ghidat în fața sculei printr-o bucșă de conducere, este necesar să se folosească bare calibrate cu toleranțe în clasa de precizie h9 – STAS 8105 –93.

Lungimea semifabricatului necesar pentru o piesă se calculează pe baza relației (2.1) [10]:

l’1 = lp + br + af = 104 + 4,5 + 0 = 108,5 mm

Numărul de piese ce se pot prelucra dintr-o bară, conform relației (2.3) [10] va fi:

x1 = piese

Se rotunjește și va rezulta un număr de 21 piese întregi.

Lungimea de livrare a barei, Ls = 2500 mm, s-a ales conform STAS 1800—89, iar lungimea de alimentare la = 210 mm s-a obținut prin măsurarea deșeurilor la acest strung automat.

Ca urmare, lungimea deșeului este:

ld = Ls — x1 · l’1 = 2500 — 21 · 108,5 = 221,5 mm

Lungimea deșeului repartizat pe o piesă va fi:

Δl’1 = mm

Deci lungimea efectivă a semifabricatului necesar pentru o piesă este:

l1 = l’1 + Δl’1 = 108,5 + 10,55 = 119,05 mm

Masa semifabricatului pentru o piesă:

M1 = l1 · γ = 119,05 · 0,78 = 92,86 g

Semifabricatul ales are dimensiunile: Φ25 X 2500 h9 STAS 1800 – 89.

2.5 Stabilirea succesiunii și a suprapunerii fazelor necesare prelucrării

Pe baza posibilităților de prelucrare la strungul automat ales AD-25, fazele necesare prelucrării se grupează pe sănii, în felul următor:

Faza 1, strunjirea conică, se va realiza cu ajutorul unui cuțit fixat în suportul portcuțit I, dirijat prin rigla dispozitivului de copiat fixat pe păpușa arborelui principal (v. anexa A 1.4.5). Prin folosirea acestui dispozitiv, profilul camei pentru suporturile I și II va fi mai simplu, iar precizia prelucrării mai ridicată.

Fazele 2, 3 și 4 se realizează cu scule axiale fixate în arborii portsculă ai săniei basculante și astfel, aceste faze pot fi suprapuse parțial cu fazele 1, 5 și 6. Succesiune fazelor necesare prelucrării piesei bolț de centrare se prezintă în tabelul 2.1:

TABELUL 2.1

2.6 Determinarea parametrilor regimului de așchiere

La stabilirea regimurilor de așchiere, pentru prelucrarea pe strunguri automate mono și multiax trebuie să se țină seama de faptul că participarea în timp a sculelor, care lucrează pe perioada unui ciclu de lucru, este diferită. Având în vedere multitudinea de scule care participă la prelucrarea unei piese, timpul mediu de așchiere efectivă a unei scule nu depășește 15—20% din timpul total al ciclului – la strunguri monoax și 20—30% – la cele multiax. Desigur, pentru anumite piese simple, care nu reclamă un număr mare de scule, timpul de participare efectivă depășește aceste valori.

În baza celor de mai înainte și a faptului că reglarea strungurilor automate se indică a se efectua o dată pe schimb, durabilitatea sculelor pentru strungurile monoax rezultă de aproximativ 120 min, iar, pentru cele multiax, de 150 min.

Metodologia generala de stabilire a parametrilor regimului de așchiere la strungurile automate se bazează pe alegerea valorilor corespunzătoare din tabelele întocmite și verificate de firmele constructoare sau din unele tabele comune.

Pentru realizarea condițiilor de precizie și de calitate ale suprafețelor specifice unor anumite piese, care prezintă particularități legate de rigiditate, material, formă etc, valorile alese ale parametrilor regimului de așchiere se verifică cu formule analitice adecvate.

a) Determinarea adâncimii de așchiere

De obicei, la prelucrările pe strunguri automate, valoarea adâncimii de așchiere coincide cu grosimea stratului de material ce trebuie îndepărtat.

Aceasta este o regulă aproape generală la prelucrările pe automatele de strunjit longitudinal și la cele multiax, pe când, la celelalte tipuri de strunguri automate, valoarea maximă a adîncimii de așchiere este limitată.

Astfel:

la semifabricate cu d 20 mm: tmax = 3 – 4 mm;

la semifabricate cu d 20 mm: tmax = 4 – 5 mm.

În cazul când grosimea adaosului de îndepărtat depășește aceste valori, se execută mai multe treceri.

La retezări, unde adâncimea de așchiere este identică cu lățimea cuțitului, valorile corespunzătoare ale acestuia se determină din tabelul 2.2 [10].

b) Determinarea avansului de așchiere

Cunoscând adâncimea de așchiere, avansul se determină în funcție de felul prelucrării (strunjire, găurire etc), de rigiditatea piesei și a portsculei, precum și de rugozitatea prescrisă a suprafeței prelucrate.

În cazul în care se impune o anumită rugozitate a suprafeței prelucrate, pentru determinarea avansului la strunjiri longitudinale se pot folosi expresiile:

– pentru oțel, Ra = 0,21· [mm] (3.1) [10]

– pentru fontă, Ra = 0,189 · [mm] (3.2) [10]

În care rε este raza la vârf a sculei, în mm.

Aceste formule, neținând cont de condițiile dinamice ale desfășurării procesului de așchiere, sunt numai orientative. S-a constatat experimental că rugozitatea economică realizabilă în mod curent pe strunguri automate este Ra = 6,3 μm; prin respectarea unor condiții speciale, se poate obține Ra = 3,2 μm.

În cazul strunjirilor profilate, rugozitatea suprafeței este influențată de calitatea muchiei așchietoare și de condițiile dinamice; în general se constată o rugozitate mai bună decât la prelucrarea cu avans longitudinal, putându-se obține, în condiții speciale, rugozitatea de Ra = 1,6 μm.

În tabelul 3.1 [10] sunt date valori orientative ale avansului admisibil la diferite feluri de prelucrări pe strunguri automate. Valorile avansului în funcție de rugozitate sunt indicate în tabelul 2.2.

În cazul când nu se pun condiții privind rugozitatea suprafețelor prelucrate, avansul este limitat de rigiditatea sistemului piesă-sculă.

La strunjirea longitudinală, rigiditatea acestui sistem determină săgeata admisibilă, care se identifică cu toleranța cotei de prelucrat și este în funcție de felul fixării semifabricatului și de poziția cuțitului (tabelul 3.3) [10].

Valorile coeficienților și exponenților CFz, XFz, YFz din formula avansului admisibil sunt date în tabelul 2.4, formulele pentru calculul momentelor de inerție – în tabelul 3.5 [10], iar valorile modului de elasticitate E – în tabelul 3.6 [10].

Un alt factor, care limitează avansul la prelucrările pe strunguri automate, este fixarea semifabricatului în bucșa elastică. Datorită momentelor de torsiune și a forțelor de așchiere axiale, semifabricatul are tendința de a se deplasa față de bucșa de strângere. Această deplasare atrage după sine modificarea dimensiunilor de prelucrare, deci rebutarea piesei. Ca urmare, mărimea avansului va fi limitată de forța de strângere a bucșei elastice. Problema aceasta apare în mod evident la burghierea găurilor de diametru mare, sau la suprapunerea mai multor faze cu avans axial.

c) Determinarea vitezei de așchiere

Se face în funcție de ceilalți parametri de regim (t, s) calculați anterior, durabilitatea economică (T) a sculelor (pentru strungurile monoax se alege de regulă 120 min), materialul piesei de prelucrat și al sculei. Calculul se face utilizând relația:

v = (3.39) [10]

Se mai pot utiliza relații ale vitezei de așchiere date în tabelele 3.18 …… 3.26 [10].

Parametrii regimului de așchiere determinați pe baza indicațiilor din tabele, sunt centralizați în tabelul 2.2:

TABELUL 2.2

d) Determinarea forței principale și a puterii de așchiere

Pentru verificarea dispozitivelor de prindere a semifabricatului, a rigidității portsculelor, cât și pentru determinarea puterii necesare prelucrării este necesar să se cunoască forța principală de așchiere. Problema verificării puterii prezintă importanță deosebită la faze suprapuse și la prelucrările pe strunguri automate multiax.

În tabelul 3.25 [10] se dau formulele de calcul ale forțelor principale de așchiere la diferite prelucrări. în partea inferioară a tabelului, sunt dați coeficienții de corecție pentru diferite materiale și forme ale tăișului sculei.

Regimul de așchiere determinat în tabelul 2.2, se verifică în fazele cu secțiunea maximă a așchiei.

Faza 1. Strunjire conică

Se calculează forța de așchiere:

Fz = CFz · txFz · syFz = 145 · 3,5 · 0,10,8 = 802 N

Se calculează puterea necesară așchierii:

P1 = 0,67 kW

Puterea motorului de acționare principală fiind de 4,37 kW, regimul de așchiere este corespunzător.

Verificarea vitezei de așchiere, din punctul de vedere al durabilității sculei:

v100 = 50,5 m/min

Faza 3. Burghiere Φ6,7 x 20

Se calculează forța de așchiere:

Fz = CFz · txFz · syFz = 68 · 0,080,7 · 6,7 = 774 N

Se calculează puterea necesară așchierii:

P1 = 0,38 kW

Puterea motorului de acționare principală fiind de 4,37 kW, regimul de așchiere este corespunzător.

Verificarea vitezei de așchiere, pentru o durabilitate de 100 min:

v100 = = 30,5 m/min

Faza 5. Strunjire Φ20 cu avans transversal

Se calculează forța de așchiere:

Fz = CFz · B · syFz = 180 · 0,080,85 · 5 = 1051,2 N

Se calculează puterea necesară așchierii:

P1 = 0,95 kW

Având în vedere că se prevede suprapunerea fazei 3 cu faza 1, respectiv cu faza 5, este necesară verificarea puterilor însumate:

P1 + P3 = 0,67 +0,38 = 1,05 kW

P3 + P5 = 0,38 +0,95 = 1,35 kW

Luând în considerare randamentul strungului automat η = 0,8, rezultă că, la o suprapunere a fazelor 3 și 5, puterea necesară este:

(P3 + P5)nec = 1,66 kW < PMU = 4,37 kW

Faza 7. Strunjire degajare

Se calculează forța de așchiere:

Fz = CFz · B · syFz = 180 · 0,060,85·11,2 = 1860 N

Se calculează puterea necesară așchierii:

P1 = 1,58 kW

(pentru viteza de așchiere se adoptă valoarea de la strunjirea conică, ca fiind minimă);

Se verifică viteza v = 51 m/min, din punctul de vedere al durabilității sculei (conform tabelul 3.17 [10]):

v100 = = 51,4 m/min

Deci, la calculul turației arborelui principal, se va lucra cu v100 = 51,4 m/min.

e) Determinarea turației arborelui principal

Pe baza valorilor calculate și verificate ale vitezelor de așchiere, rezultă următoarele turații la fazele caracteristice: nt = 643 rot/min; n3 = 1450 rot/min și n7 = 793 rot/min.

Ținând seama de posibilitățile strungului AD 25, se adoptă turația: nAP= 640 rot/min, realizabilă cu ajutorul roților de schimb:

si a roților de curea:

Corespunzător acestei turații, vitezele de așchiere la prelucrare vor fi:

la strunjirea conică și longitudinală: v1 = 50,2 m/min;

la burghiere: v3 = 13,5 m/min.

Având în vedere că această viteză este mică, iar lungimea de găurit este relativ mare, se indică obținerea unei viteze relative corespunzătoare, între semifabricat și sculă, prin rotirea acestuia din urmă în sens invers. Burghiul este fixat în arborele portsculă II, a cărui turație este condiționată de turația necesară filetării.

Pentru viteza de filetare aleasă, rezultă următoarea turație relativă:

n’rf = rot/min

Arborele principal se rotește spre stânga (privit din spatele arborelui), deci, pentru a prelucra un filet pe dreapta, arborele portsculă III trebuie să se rotească în același sens, dar cu o turație mai mare.

La strungul AD 25, în funcție de diametrele roților de schimb, se pot realiza diferite rapoarte între turația arborelui principal și a arborilor portsculă. Turațiile arborilor portsculă sunt aceleași, cu deosebirea că arborii I și II se rotesc în sens contrar cu arborele principal, iar arborele III în același sens cu acesta.

Deci, pentru a realiza viteza de așchiere recomandată la filetare, arborele portsculă trebuie să aibă turația:

n = nAP + n'rf= 640 + 358 = 998 rot/min

Pe baza datelor din anexele A1.4.2 [10] și A1.4.4 [10] rezultă:

D1 = mm

Se alege: D1 = D1max = 285 mm, pentru care rezultă turația efectivă a arborilor portsculă este:

nef = rot/min

Se calculează turația relativă la filetare:

nrf = nef – nAP = 825 – 640 = 185 rot/min

Pentru care corespunde o viteză efectivă de filetare:

vef= 4,6 m/min

Retragerea sculelor de filetare se recomandă să se efectueze cu o viteză de 2 – 3 ori superioară celor de filetare. Astfel, din anexa A 1.4.4 [10], alegând roata de curea de schimb cu D3 = 95 mm, rezultă raportul:

= 0,43, iar nretr= 0,43 · 640 = 275 rot/min

Se calculează turația relativă la găurire și la centruire:

nr3 = nAP + nef = 640 + 825 = 1465 rot/min

Pentru care viteza relativă va avea valoarea: vr3= 30,8 m/min

Vitezele de așchiere efective sunt trecute în fișa de calcul – tabelul 2.3.

f) Verificarea utilizării puterii motorului electric de acționare

Pe baza forțelor de așchiere anterior calculate și a vitezelor de așchiere, rezultă următoarele valori ale puterilor necesare așchierii:

P1 = 0,66 kW;

P3 = 0,39 kW;

P6 = 0,88 kW;

P7 = 1,23 kW.

Solicitarea maximă este în timpul suprapunerii fazelor 3 și 5, unde puterea absorbită are valoarea:

Pabs(3+5) = kW

Gradul de încărcare maxim al motorului electric:

ηi =

2.7 Întocmirea schițelor fazelor și calculul lungimilor curselor

a) Stabilirea fazelor de prelucrare și a schemei de lucru

Pornind de la desenul produsului finit, de la caracteristicile constructive ale strungului automat ales și posibilitățile tehnologice ale acestuia fazele de prelucrare și schema de lucru se stabilesc în așa fel, încât să se asigure realizarea condițiilor de precizie și rugozitatea suprafeței impuse, la un preț de cost minim și cu o productivitate ridicată.

Pentru realizarea acestor considerente, la proiectarea procesului tehnologic de prelucrare este necesar să se aibă în vedere particularitățile specifice ale prelucrărilor pe strunguri automate, descrise în cap. 1, și să se țină seama de următoarele indicații generale:

să se concentreze în timp prelucrarea simultană cu un număr cât mai
mare de scule;

la prelucrarea în două, sau mai multe treceri, se vor grupa separat
prelucrările de degroșare și cele de finisare, în vederea obținerii unei precizii corespunzătoare;

pentru obținerea unei netezimi ridicate a suprafețelor prelucrate, de
lungimi sub 2,5 d, se indică prelucrarea cu avans radial, suplimentând numărul de rotații necesare cu 3 – 6 rot, în timpul cărora să nu se realizeze avans (în cazul în care există posibilitatea suprapunerii cu alte faze, numărul acestor rotații în gol poate fi majorat la 8—10);

pentru micșorarea cursei de lucru la retezare, care se realizează cu avans
relativ mic, este indicat ca, la cursa cuțitului de strunjire longitudinală, să se includă și lățimea porțiunii pe care va avea loc retezarea, în scopul reducerii timpului total de lucru;

pentru înlăturarea vibrațiilor ce iau naștere, la strunjirile profilate cu lățimi mari, se recomandă folosirea simultană a săniilor laterale diametral opuse;

la strungurile automate de profilat și strunjit longitudinal se recomandă
ca, în limita posibilităților, să se suprapună unele prelucrări axiale ale piesei curente, cu prelucrarea piesei următoare;

la strungurile automate cu cap revolver se recomandă ca, în timp ce
în zona de lucru se prelucrează piesa curentă, în afara ei, cu dispozitive speciale, să se continue prelucrarea piesei anterioare.

Pentru reprezentarea schemei de prelucrare se întocmesc schițe separate pentru fiecare grupă de faze de lucru. O grupă de faze de lucru constă din faza principală și fazele suprapuse total sau parțial cu aceasta.

În schița unei grupe de faze se reprezintă cu linie subțire suprafețele piesei care s-au prelucrat în fazele anterioare și cu linii groase acele suprafețe care se prelucrează în grupa respectivă de faze. De asemenea, se reprezintă sculele și, parțial, portsculele care concură la prelucrările din gruparea respectivă de faze (fig. 2.2 și 2.3).

Fig. 2.2 Schema unei grupe de faze principale, în cazul prelucrării

pe un strung automat de strunjit longitudinal

Pe aceste schițe se pot indica și dimensiunile suprafețelor prelucrate,
cursele sculelor eu lungimile respective de intrare și ieșire.

În continuare se indică numărul săniei în care sunt montate sculele respective, respectiv poziția capului revolver.

Desenul fazei de tamponare trebuie să conțină atât lungimea cursei de
avans a barei, cit și distanța de tamponare.

La prelucrările pe strunguri automate revolver, în schițele fazelor trebuie să fie indicată pentru fiecare poziție a capului revolver și lungimea de închidere între suprafața frontală a bucșei elastice de strângere și capul revolver.

Totalitatea acestor schițe constituie schema de lucru pentru piesa dată.

b) Calculul lungimii curselor de lucru

Cursa de lucru poate fi axială sau radială. în cazul când, pentru anumite strunjiri profilate, este nevoie de combinarea deplasării axiale cu cea radială, se calculează ambele curse.

Fig. 2.3 Schema unei grupe de faze principale, în cazul

prelucrării pe un strung automat revolver

După cum s-a arătat la începutul capitolului, mișcările relative dintre
scule și semifabricat pot fi grupate în două categorii: .

mișcări rapide de poziționare grosolană pentru aducerea sculelor în zona de lucru, comandate de mecanisme specifice fiecărui strung automat; în funcție de piesa care se prelucrează, există posibilitatea reglării pozițiilor acestor curse față de zona de lucru;

mișcări cu avans de lucru, comandate de porțiunile de lucru ale camelor; în timpul acestor mișcări are loc prelucrarea piesei sau poziționarea precisă a unor scule.

Calculul precis al curselor cu avans de lucru prezintă o importanță deosebită, deoarece mărimea lor determină realizarea piesei la cotele și abaterile indicate în desenele produsului finit. De asemenea, mărimile acestor curse stau la baza calculului de reglare a întregului ciclu de lucru pe strungul automat.

Fig. 2.4 Părțile componente ale cursei de lucru

În general, mărimea cursei de lucru – conform figura 2.4 – cuprinde:

lungimea de siguranță, l1;

lungimea de pătrundere, lp;

lungimea de așchiere efectivă, la;

lungimea de depășire, l2.

Având în vedere cele menționate, lungimea cursei de avans de lucru, aferentă unei faze, se determină cu relația:

lci = l1i + lpi + lai + l2i (4.13) [10]

Mărimile acestor componente ale lungimii cursei de lucru, pentru diferite prelucrări, sunt indicate în tabelul 4.1 [10].

Numerotarea mișcărilor se face în concordanță cu fișa de calcul.

Fig. 2.5 Poziția cuțitelor I și II la începutul prelucrării

După terminarea piesei anterioare, adică după faza de retezare, cuțitul de retezat rămâne în poziția finală de lucru (fig. 2.5), până când are loc alimentarea, deci au loc următoarele mișcări, respectiv comenzi:

m. 1. Deschiderea bucșei elastice;

m. 2. Retragerea săniei arborelui principal;

m. 3. Închiderea bucșei elastice;

m. 4. Retragerea cuțitului II din zona de lucru și apropierea cuțitului în poziția corespunzătoare începutului mișcării 5 (fig. 2.6);

Fig. 2.6 Poziția cuțitului I și a burghiului de centruire

la sfârșitul mișcărilor 5 și 7

Deoarece cuțitele I și II sunt fixate în suporturile săniei basculante și sunt comandate de aceeași camă, distanța dintre scule trebuie să fie (ds + 1) mm, unde d = 25 mm – diametrul exterior al semifabricatului.

Cursa de apropiere rapidă a cuțitului I (în poziția reprezentată cu linii întrerupte) este:

l4 = (ds + 1) + 0,5 – = (25 +1) + 0,5 – = 17,5 mm

unde:

0,5 – depășirea cuțitului de retezat;

dp5 – diametrul piesei la faza următoare.

m. 5. Strunjirea conică;

Se execută de cuțitul I. Folosind relația (4.7)[10], lungimea cursei longitudinale de lucru executată de semifabricat (fig. 2.6) este:

lc5 = l15 + la5 = 0,5 + 30 = 30,5 mm

m. 6—7. Apropierea burghiului de centrare și centruirea (fig. 2.6);

Notațiile folosite au următoarele semnificații:

L = 110 …… 135 mm, distanța dintre bucșa de conducere a semifabricatului și arborii portsculă;

L1 = 65 mm, cursa maximă a arborilor portsculă;

k = 2 …… 6 mm, distanța de siguranță dintre bucșa de conducere a semifabricatului și cuțite;

lp = 104 mm, lungimea totală a piesei (v. fig. 2.1);

ds7 = 10 mm, diametrul burghiului pentru centruire;

lSi – lungimea în consolă a sculelor din arborii portsculă S1, S2 și S3.

Lungimile lsi trebuie determinate cu mare atenție, astfel încât:

piesa la faza de retezare, să nu se tamponeze cu scula care se află în fața ei;

la schimbarea poziției arborilor portsculă (mai ales la sfârșitul ciclului de prelucrare), să nu apară intersecția sculei cu piesa;

sculele să reziste la flambaj și să se asigure precizia prelucrării;

să se asigure, chiar la începutul ciclului de prelucrare, suprapunerea prelucrărilor din arborii portsculă, cu cele ale sculelor din săniile transversale.

Ținând cont de ultimele două deziderate, lungimea burghiului pentru faza de centruire se va determina astfel încât această fază să înceapă în momentul începerii mișcării 11 – avansul barei:

Ls7 = L – (L1 + k + la5 + lc7) = 135 – (65 + 2 + 30 + 5) = 33 mm

unde:

lc7 = l17 + la7 = 1 + · ctg450 = 1 + 4 · 1 = 5 mm

l17 = 1 …… 2 mm

Se observă că, la apropierea rapidă, s-a utilizat în totalitate cursa maximă a săniei (l6 = L1 = 65 mm), deoarece avansul necesar centruirii se poate realiza prin avansarea semifabricatului cu avansul de la mișcarea 11, care nu este condiționată de nici o prelucrare.

Burghiul de centruire are turația relativă de 1465 rot/min, deci avansul barei la mișcarea 11 trebuie astfel determinat ca, la centruirea din mișcarea 7 cu care se suprapune, să se asigure un avans relativ de 0,1 mm/rot:

s11 = mm/rot

m. 8. Retragerea burghiului de centruire în poziție inițială;

l8= l6 = 65 mm

Lungimile curselor de la mișcările 9, 12, 14, 15, 19, 21, 22 și 23, aferente burghierii și filetării cu scule din arborii portsculă, se calculează ulterior, după stabilirea timpului pe ciclu preliminar.

m. 10. Retragerea cuțitului I (fig. 2.7);

l10 = mm

m. 11. Avansul materialului;

l11 = lp11 – ls17 = 14 + 5 = 19 mm

Unde: ls17 = 5 mm, este lățimea cuțitului III.

m.13. Burghiere Φ6,7 x 20 mm;

lc13 = l113 + la13 = 1,4 + 19,6 = 21 mm

la13 = ltehn – = 20 – = 19,6 mm

m. 16. Apropierea cuțitului III;

l16 = Rpoz – = 35 – = 22 mm

Unde: Rpoz este raza cercului pe care se află sculele din săniile III, IV, V în poziție retrasă.

Fig. 2.7 Poziția cuțitului I, a burghiului și a cuțitului III, la sfârșitul mișcărilor 10, 12 și 17

m. 17. Strunjire Φ20 mm cu avans transversal;

lc17 = l117 + la17 = 0,5 + 0,5 + = 3 mm

m. 18. Strunjire Φ20 X 49 mm (fig. 2.8);

lc18 = 49 mm, pe baza desenului piesei

m. 20. Filetare M8 x 1,5 mm;

lc20 = l120 + la20 = (1 – 2) · p + 15 = 17 mm

m. 24. Apropierea cuțitului V;

l24 = Rpoz – 35 – 24 mm

Fig. 2.8 Poziția cuțitelor III – V și a tarodului la

sfârșitul mișcărilor 18 – 20 – 25

m. 25. Strunjire degajare;

lc25 = l125 + la25 = 1 + = 1+ 3 mm

m. 26. Revenire cuțit V;

l26 = l24 + lc25 = 24 +3 = 27 mm

m. 27. Strunjire Φ20 mm în continuare;

lc27 = 60 – (lc18 + ls17) + ls30 + 0,5 = 60 – (49 + 5) + 3,5 + 0,5 = 10 mm

m. 28. Retragere cuțit III (fig. 2.9);

l28 = l16 + lc17 = Rpoz – 25 mm

Fig. 2.9 Poziția cuțitelor III – IV la sfârșitul mișcărilor 28 – 30

m. 29. Apropiere cuțit IV;

l29 = Rpoz – 35 – 24,5 mm

m. 30. Preretezare la Φ14 mm și ieșire;

lc30 = l130 + la30 = 0,5 + = 0,5+ 3,5 mm

m. 31. Retragere cuțit IV;

l31 = Rpoz – = 35 – 28 mm

m. 32 Apropiere cuțit I;

l32 = 5,5 mm

m. 33. Retezare;

lc33 = l133 + la33 + l233 = 0,5 + + 0,5 = 8 mm

2.8 Calculul numărului de rotații echivalente, aferente fiecărei faze active

Pentru fazele de lucru executate cu sculele din săniile transversale se folosește relația (4.24) cu specificația că în acest caz: nAI / nAP = 1.

Valorile calculate sunt trecute în tabelul E 1.3 [10].

La centruire, burghiere și filetare, se folosește formula (4.34) [10], unde:

i = ns / nAP = 825/640 = 1,29

Astfel se obține:

Na7 = 22 rot;

Na13 = 115 rot.;

Na20 = 47 rot.

Din practică, se recomandă ca la fazele de filetare, pentru siguranță numărul de rotații echivalente rezultate din calcul să se majoreze cu 10 …… 20%. Astfel, în tabelul E 1.3 [10], la mișcarea 20 sunt trecute 54 rotații (față de 47 rezultate din calcul).

Revenirea tarodului:

N21 = = 24 rotații

Se majorează și această valoare, cu 4 rotații, și se obține valoarea din fișa de calcul: 28 rotații.

2.9 Calculul ridicărilor pe camă

În funcție de domeniile de lucru ale camelor (v. anexa A 1.4.3[10]) și de lungimile curselor ce trebuie realizate se aleg următoarele rapoarte de transmitere a pârghiilor:

sania basculantă (suporții I – II) – 1 : 3; sania III – 1 : 1; sania IV – 1 : 1,5, sania V – 1 : 2,4.

Rapoartele de transmitere ale pârghiilor pentru avansul, respectiv schimbarea pozițiilor arborilor portsculă sunt 1 : 1.

Pentru comanda deplasării săniei arborelui principal, se va utiliza cama tambur, deoarece cu cama disc se pot prelucra numai piese cu lungimea maximă de 100 mm (v. anexa A 1.4.3 [10]). Raportul de transmitere este 1 : 1.

Pe baza rapoartelor de transmitere adoptate se calculează ridicările pe camă ΔR – valorile obținute sunt trecute în coloana 6 a fișei de calcul din tabelul 2.3.

2.10 Calculul timpului necesar fazelor active

Folosind formula (4.37)[10], se obține:

t’a= sec

2.11 Calculul diviziunilor aferente diferitelor mișcări sau comenzi

Diviziunile necesare pentru comenzile auxiliare se ia din anexa A 1.4.3 [10], iar, pentru mișcările rapide din diagramele A 1.4.7 [10]. Aceste diagrame servesc și ca șabloane la trasarea curbelor de comandă a mișcărilor rapide.

Valorile astfel obținute se trec în coloana 17 a fișei de calcul (v. tabelul 2.3).

Însumând diviziunile nesuprapuse din această coloană, se obține:

Sgtot = 1060

Pentru cursele active rămâne:

Sa tot = 360° — Sgtot = 3600 – 1060 = 2540

Fișa de calcul pentru execuția reperului „bolț de centrare” pe strungul automat AD 25 TOS, se prezintă în tabelul 2.3.

TABELUL 2.3

TABELUL 2.3

Fișa de reglaj pentru prelucrarea reperului „bolț de centrare” pe strungul automat AD 25 TOS, se prezintă în tabelele 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9.

TABELUL 2.4

TABELUL 2.5

TABELUL 2.6

TABELUL 2.7

TABELUL 2.8

TABELUL 2.9

Capitolul 3

Normarea tehnică și analiza exploatării

economice a strungurilor automate

La determinarea normei tehnice de timp sau a timpului normat, în cazul prelucrării pe strunguri automate, trebuie ținut seama de suprapunerile prelucrărilor și ale unor faze auxiliare cu fazele de lucru. Timpul normat se determină pentru fazele de lucru cele mai lungi și pentru fazele auxiliare ce nu s-au putut suprapune în timp cu fazele de lucru.

La prelucrările pe strunguri automate, un muncitor deservește simultan mai multe mașini, în funcție de complexitatea prelucrării și a utilajului.

Muncitorul care deservește mașina execută următoarele lucrări:

alimentarea și pornirea mașinii;

controlul periodic al pieselor finite:

sesizarea reglorului în cazul unor dereglări mai importante:

predarea pieselor la sfârșitul schimbului.

Strungurile automate sunt reglate de un muncitor de înaltă calificare (reglor), care, după recepționarea piesei de probă de către organele C.T.C., predă utilajul muncitorului respectiv pentru supraveghere și alimentare.

3.1 Normarea tehnică la prelucrarea pe strunguri automate

Norma tehnică de timp se calculează cu formula:

NT = k [min] (6.1) [10]

k = (6.2) [10]

în care:

nd – numărul total de muncitori care deservesc strungurile automate din secție;

nm – numărul de mașini-unelte automate deservite;

Tpi – timpul de pregătire-încheiere pentru un lot (egal cu zero în cazul când reglorul este plătit în regie), în min;

Top – timpul operativ, în min;

Tdl – timpul de deservire a locului de muncă, în min;

Tlr – timpul de întreruperi reglementate, în min;

N – numărul de piese, în lot.

Se consideră:

nd = 1 muncitor;

nm = 3 mașini-unelte deservite;

Tpi = 0, reglorul care deservește este plătit în regie;

N = 65.000 buc/an, numărul de piese din lot.

Timpul operativ se calculează cu formula:

Top = Tp + (6.2) [10]

În care:

Tp – timpul de mașină pe piesă, în min;

ta – timpul ajutător, pentru alimentarea cu bară (tabelul 6.1)[10], în min;

n1 – numărul de piese executate dintr-o bară.

Se extrag din capitolul 2:

Tp = t’a = 125,5 sec = 2,0875 min;

n1 = 21 piese;

ta = 2,90 min.

Top = 2,0875 + = 2,2256 min

În cazul alimentării cu piese unicate, timpul de alimentare cu piese a dispozitivului suplimentar se suprapune cu timpul operativ și timpul auxiliar este nul: ta — 0.

Timpul de deservire a locului de muncă se calculează cu formula:

Tdl = tdt + tdo [min] (6.3) [10]

În care

tdt – timpul de deservire tehnică (tabelul 6.2)[10], în min;

tdo – timpul de deservire organizatorică (tabelul 6.3)[10], în min.

Însumând totalurile din tabelele precedente se obține:

Tdl = tdt + tdo = 21,80 + 14,30 = 36,10 min

Timpul de întreruperi reglementate:

Tîr = ton + tto [min] (6.4) [10]

În care:

ton – timpul de odihnă și necesități firești, în min;

tto – timpul de întreruperi condiționate de tehnologia și organizarea muncii, în min.

Întrucât la strungurile automate, de obicei tm = 0, timpul de întreruperi reglementate se calculează pe baza factorului de solicitare (tabelul 6.4)[10].

Pe baza valorilor din tabelele 6.2, 6.3 și 6.4 [10], considerându-se că reglorul lucrează în regie, norma de timp pentru numărul de piese executate dintr-o bară va fi:

Nt = n1 · 1,12 · k · Top [min] (6.5) [10]

Nt = 21 · 1,12 · · 2,2256 = 17,45 min

Unde, coeficientul k, de obicei, este 1/3 …… 1/4.

3.2 Analiza exploatării economice a strungurilor automate

La proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare pe strunguri automate se va căuta să se realizeze un timp de bază nesuprapus cât mai mic, prin suprapunerea cât mai multor faze, prin divizarea unor lungimi mari de prelucrat, prin folosirea unor garnituri de scule fixate în același suport și prin folosirea sculelor profilate și a sculelor combinate.

Deoarece mărirea numărului de scule contribuie, odată cu reducerea timpului de prelucrare, și la mărirea timpului necesar schimbării și reglării sculelor, trebuie să se țină seamă de următoarele indicații la proiectarea procesului tehnologic:

timpul de bază maxim nesuprapus trebuie să fie mai mare decât timpul
necesar alimentării cu material și evacuării piesei finite (la strungurile automate multiax);

executarea unei suprafețe cu două scule succesive produce în mod
inevitabil o delimitare pe suprafața respectivă, ceea ce, în general, nu este admisibil din punct de vedere al netezimii suprafeței, fiind necesară o finisare a suprafeței pe o altă mașină;

executarea unei suprafețe cu mai multe scule succesive este recomandată în cazul când suprafața respectivă are adaos mare de prelucrare și, deci, se execută din mai multe treceri la diferite posturi, suprapuse, asigurându-se o mai mare durabilitate sculelor și o mai bună evacuare a așchiilor, evitându-se deranjamentele create de aglomerarea așchiilor.

Pentru prelucrarea economică pe strungurile automate, trebuie să se țină cont și de regimul de așchiere al sculelor.

Astfel, fiecare din cele n scule, atât cât se utilizează pentru prelucrarea unui reper pe un strung automat, are o durabilitate proprie, diferită deci de la o sculă la alta. După ce s-a uzat, fiecare sculă trebuie înlocuită. Timpul de înlocuire a fiecărei scule (inclusiv timpul de reglare la cotă a sculei noi sau reascuțite) constituie un timp de staționare a mașinii.

Deci, în formulele de calcul a productivității s-au luat în considerare toți timpii de înlocuire a tuturor sculelor.

Dacă fiecare sculă se va înlocui după ce a lucrat un timp de bază egal cu durabilitatea sa, înseamnă că, pe parcursul prelucrării unui lot de piese, vor fi opriri ale mașinii la anumite intervale pentru înlocuirea succesivă a sculelor.

Acest regim de înlocuire a sculelor, pe măsura uzurii lor, are următoarele dezavantaje:

solicită prezența aproape permanentă a reglorului lângă mașină, sau deservirea mașinii de un muncitor cu calificare înaltă, care să poată înlocui și regla sculele;

solicită cheltuieli mari de timp ale reglorului sau muncitorului prin:
deplasarea de mai multe ori la magazia de scule, la ascuțitorie, la control etc.

pentru executarea ultimelor piese din lot, se vor face înlocuiri de scule cu scule noi, care vor lucra doar pentru câteva piese.

Un alt regim de schimbare a sculelor constă în schimbarea tuturor sculelor deodată, la anumite intervale precise (în schimbul II sau III, în pauzele de masă, în unele ore stabilite etc).

În acest caz, rezultă următoarele dezavantaje:

sculele, lucrând suprafețe diferite cu regimuri diferite, nu vor avea
aceeași durabilitate; schimbându-le pe toate deodată, rezultă pierderi de durabilitate la majoritatea sculelor;

pentru unele loturi mici sau mijlocii, sunt unele scule care nu trebuie
schimbate deloc, în cazul acesta se vor face cheltuieli inutile prin schimbarea lor.

Regimul propus pentru schimbarea sculelor constă în înlocuirea la anumite intervale calculate a câtorva scule deodată.

În acest fel se asigură folosirea rațională a reglorului și cunoașterea în fiecare moment a stării de uzură a sculelor.

Pentru determinarea intervalelor de timp la care se vor schimba diferitele scule, după acest regim, se procedează în felul următor:

pe baza regimurilor de așchiere adoptate se calculează durabilitățile efective pentru fiecare sculă;

se determină numărul de reascuțiri ale sculelor pe durata executării întregului lot de piese, cu relația:

kri = (6.6) [10]

Unde:

nlot – numărul total de piese din lot, în buc;

tai – timpul activ de lucru al sculei i (din fișa de calcul), în sec;

Tefi – durabilitatea efectivă a sculei i, în min;

nlot = 65.000 buc/an;

tai = 125,5 sec;

Tefi = 120 min.

kri = 1132,98 ~ 1133 reascuțiri

Se adoptă un număr de kri = 1500 reascuțiri.

valoarea minimă obținută pentru kri se rotunjește cu adaos, la un număr întreg, iar celelalte la multipli ai acestuia, obținându-se valorile k'ri;

se calculează intervalele de timp la care se vor schimba sculele cu relația:

Tri = [min] (67) [10]

Unde:

Tc = 194 sec, timpul de ciclu;

Tri = 140 min

Fiecare sculă se va înlocui după ce a lucrat un timp de bază aproximativ egal cu durabilitatea sa.

Capitolul 4

Calculul seriei economice de prelucrare

pe strunguri automate

a) Calculul costului de fabricație al piesei „bolț de centrare”

În vederea calculării cât mai exacte a costului de fabricație, se va ține cont de următoarele date și etape:

Modelul de calcul se face pe o singură operație.

Practic însă se calculează manopera la toate operațiile și apoi se aplică cheltuielile de la punctele următoare.

FIȘA DE CALCUL A COSTULUI DE FABRICAȚIE

Denumire produs: „bolț de centrare”

Material: AUT 30

b) Calculul numărului minim de piese din lot pentru care prelucrarea pe strunguri automate devine rentabilă

Cheltuielile legate de fabricația unei piese sunt determinate de costul prelucrării efective și de costul mijloacelor circulante imobilizate:

Ct = Cp + · Cm [RON] (4.7) [10]

unde:

Ct reprezintă cheltuielile totale legate de fabricația unui lot de piese, în lei;

CP – costul prelucrării efective, pentru un lot, în RON;

Cm – costul mijloacelor circulante ocupate pentru fabricația lotului respectiv, în RON · zile;

a – pierderea suportată de economia națională la 1 RON mijloace circulante imobilizate timp de 1 an, în lei/(RON · an);

n – numărul de zile lucrătoare pe an, în zile.

Coeficientul de amortizare a mijloacelor circulante se poate exprima cu relația:

a = [RON/RON·an] (4.8) [10]

Sau: a = [RON/RON·zi] (4.8) [10]

Unde: Ta este timpul de amortizare, în care se recuperează cheltuielile pentru mijloacele circulante necesare unui anumit proces tehnologic, în ani.

Cheltuielile legate de fabricația unui lot de piese – relația (4.7) – depind de tehnologia aleasă și de numărul de piese din lot. Ca element de comparație al eficienței economice, se consideră prelucrarea pe strunguri normale. Ca urmare, se vor compara cele două posibilități: eficiența unuia, sau celuilalt, în care fiecare este determinată de numărul de piese din lot.

Pentru determinarea seriei limită, de la care, în sus, este rentabilă prelucrarea pe strunguri automate, se pornește de la ecuația de egalitate a cheltuielilor totale în cazul celor două metode:

Cp1 – Cp2 + (Cm1 – Cm2) = 0 (4.9) [10]

Costul mijloacelor circulante ocupate cu fabricația se poate calcula cu relația:

Cm = 1/2 (M + C’p)· Tf + C’p· Td + 1/2 · C’p · Tc =

= ·M·Tf + C’p · [RON/zile] (4.10) [10]

în care:

C’p – costul prelucrării lotului respectiv, în RON;

M – costul materialelor necesare pentru întregul lot, în RON;

Tf – timpul necesar pentru fabricarea lotului respectiv, în zile ;

Td – timpul de depozitare, în zile;

Tc – timpul destinat spre consum (montaj), în zile. în relația (4.10),

Date de calcul:

Nlot = 65000 buc/an, numărul de piese din lot;

PTVA = 1,0664 RON/buc, prețul de fabricație cu TVA al piesei „bolț de centrare”;

Csemifabricat = 0,5115 RON/buc, costul semifabricatului necesar pentru execuția unei bucăți de piesă;

Cmanoperă = 0,203 RON/buc, costul manoperei necesare executării unei piese „bolț de centrare”;

tc = 125,25 sec = 2,0875 min = 0,035 h, timpul pe ciclu;

n = 252 zile lucrătoare pe an = 4032 ore/an (se consideră că se lucrează în două schimburi/zi).

Timpul necesar pentru fabricarea lotului în zile va fi:

Tf = Nlot · tc = 65000 · 0,035 = 2275 h = 142 zile

Se calculează costul prelucrării lotului:

C’p = Nlot · Cmanoperă = 65000 · 0,203 = 13195 RON

Se calculează costul materialelor necesare pentru întregul lot:

M = Nlot · Csemifabricat = 65000 · 0,5115 = 33247,5 RON

În relația (4.10), s-a considerat că variația costului mijloacelor circulante ocupate are loc după graficul din figura 4.1.

Introducând notațiile și ecuația anterioară va lua forma:

Cp1· γ1 – Cp2· γ2 + δ1 – δ2 = 0 (4.10) [10]

Costul lotului, în funcție de numărul de bucăți, se poate calcula cu relația:

CP = cux + C [RON] (4.11) [10]

În care:

cu sunt cheltuielile unitare directe pe bucată, în RON/buc;

Fig. 4.1 Variația în timp a costului mijloacelor circulante

C – cheltuieli pentru întregul lot, în RON;

x – numărul de piese din lot, în buc.

Costul total al lotului de piese se mai poate calcula cu relația:

CP = Nlot · PTVA = 65000 · 1,0664 = 69316 RON

Înlocuind costul obținut cu relația (4.11) – în (4.10), se obține:

(cu1·x + C1) · γ1 – (cu2·x + C2) · γ2 + δ1 – δ2 = 0 (4.11) [10]

Din această ecuație se obține numărul minim de piese din lot pentru care prelucrarea pe strunguri automate devine rentabilă:

x = [buc] (4.12) [10]

Pentru a calcula numărul minim de piese din lot, se înlocuiesc următoarele valori:

C1 = CP = 69316 RON, costul total al lotului de piese „bolț de centrare” fabricate pe strung automat AD – 25;

C2 = 92325 RON, costul total al lotului de piese „bolț de centrare” fabricate pe strung normal;

Cu1 = PTVA = 1,0664 RON/buc, prețul de fabricație cu TVA al piesei „bolț de centrare” pe strung automat AD – 25;

Cu2 = P’TVA = 0,082 RON/buc, prețul de fabricație cu TVA al piesei „bolț de centrare” pe strung normal;

γ1 = 1,5;

γ2 = 1,75;

δ1 = 2850;

δ2 = 3721.

x = 40152,3 ~ 40153 piese/an

Valoarea calculată astfel respectă condiția:

x Nlot = 65000 buc/an

Prelucrarea piesei „bolț de centrare” se recomandă a fi executată pe un strung automat.

Bibliografie

Albu, A. – Calculul și proiectarea mașinilor-unelte automate, Litografia Institutului Politehnic Cluj, 1992

Botez, E. – Mașini-unelte, București, Editura tehnică, 1989

Deacu, L. ș. a., – Exploatarea mașinilor-unelte, Litografia IPCN, 1995

Diaconescu, I. ș. a., – Mașini-unelte, voi. 6, București,

Editura tehnică, 1992

Drăghici, G. – Tehnologia construcției de mașini, București, Editura didactică și pedagogică, 1996

Drăghici, G. – Bazele teoretice ale proiectării proceselor tehnologice în construcția de mașini, București, Editura tehnică, 1991

Mitrofanov, S.P. – Tehnologia de grup în construcția de mașini, București, Editura tehnică, 1987

Petriceanu, Gh. – Tehnologia construcțiilor de mașini, Cluj, Atelierul de multiplicare al institutului politehnic, 1989

Petriceanu, Gh. – Îndrumător de lucrări de laborator la tehnologia construcției de mașini, Litografia I. P. Cluj 1997

Petriceanu, Gh. ș. a., – Tehnologia construcției de mașini. Îndrumător pentru proiectarea proceselor tehnologice pe strunguri automate, Cluj, Litografia IPC, 1994

Picoș, C. – Tehnologia construcției de mașini, București, Editura didactică și pedagogică, 1991

Picoș, C. ș. a., – Calculul adaosurilor de prelucrare și al regimurilor de așchiere, București, Editura tehnică, 1988

Popescu, I. – Studiul influenței regimului de așchiere a sculelor asupra productivității strungurilor automate, Sesiunea științifică a Universității din Craiova, mai, 1992

Popovici, C, ș. a., – Tehnologia construcției de mașini, București, Editura didactică și pedagogică, 1993

Vaida, A. ș.a. – Mașini-unelte, București, Editura didactică și pedagogică, 1990

Vlad, A. ș. a., – Reglarea strungurilor automate, București, Editura didactică și pedagogică, 1987