The presesnt thesis aims to solve the decision problems that appear during the development of the production technology for bimetalic pistons. [302244]

[anonimizat] 1920. Interesul cu privire la pistonele de aluminiu și aliaje ale acestuia datorită unor avantaje clare pe care le are acesta față de fontă sau oțel: [anonimizat] 60% [anonimizat], rezistență la coroziune și stabilitate chimică mai bună.

Reducerea masei pistoanelor a [anonimizat]-[anonimizat] a [anonimizat] a tabloului social al începutului de secol XX.

Următorul pas în evoluția pistoanelor a fost realizarea pistoanelor bimetalice. Utilizarea acestora implică o noua viziune în activitatea de cercetare și proiectarea motoarelor cu ardere internã [anonimizat]ãrindu-[anonimizat].

Prin prezenta lucrare de diploma se încearca o rezolvare a problemelor de decizie ce apar în decursul elaborării tehnologiei de fabricație a pistoanelor bimetalice.

[anonimizat], un atent studiu al piesei și al condițiilor ei funcționale. [anonimizat] o analiză constructivă și funcțională a pistoanelor de motoare cu ardere internă. În capitolul doi se va proiecta un piston pentru motorul M11 CUMMINS Turbocharged. În continuare se va proiecta tehnologia de fabricație a [anonimizat] o prezentare a aliajelor utilizate în mod current pentru aceastã componentã.

Din indicatorii oferiți de calculele economice și aspectele tehnologice se vor formula o serie de concluzii vis-à-vis de avantajele și dezavantajele fabricării acestui tip de pistoane.

[anonimizat] 1920. The interest regarding alluminum and alluminum alloys pistons is due to the obvious advantages that they have compared to cast iron or steel: [anonimizat] 60% [anonimizat], resistance to corrosion and better chemical stability.

[anonimizat], [anonimizat] 20th century.

The next step in the evolution of pistons was the development of bimetallic pistons. Their usage implies a [anonimizat], these implying special costs.

The presesnt thesis aims to solve the decision problems that appear during the development of the production technology for bimetalic pistons.

Therefore, I [anonimizat], a thorough study of the piece and its functional conditions. [anonimizat] a constructive and functional analysis of the pistons for internal combustion engines. The second chapter will include a piston design for the engine M11 CUMMINS Turbocharged. Following this, there will be designed the production technology for the designed piston and will include a presentation of the alloys used at present for this component.

Taking into consideration the indicators given by the economic and technological aspects, there will be formulated a series of conclusions regarding the advantages and downsides of the production for this kind of pistons.

Capitolul 1- Analiza constructivă și functională a pistoanelor de motor

Aspecte generale

Pistonul este piesa care asigură ghidarea traiectoriei rectilinii a bolțului, constituind în același timp peretele mobil al camerei de lucru al motorului. De aici rezultă că principalele solicitări la care este supus pistonul sunt solicitarea mecanică dată de presiunea gazelor arse, solicitarea bolț-alezaj din bosaje, la care se adaugă solicitarea la coroziune datorită compușilor activi din gazele arse și depunerile de calamină de pe capul pistonului.

Pentru a proiecta o tehnologie de fabricație economică și care să producă produse de calitate, este nevoie în primul rând de un studiu atent al piesei și al condițiilor ei funcționale, urmând a fi prezentate astfel:

a) ansamblul din care face parte piesa, cu executarea, în memoriul tehnic a unor schițe sau scheme cinematice pentru clarificarea poziției piesei în ansamblu sau subansamblu;

b) principalele suprafețe funcționale ale piesei (se recomandă execuția unei schițe a piesei cu numerotarea acestor suprafețe);

c) rolul funcțional al piesei;

d) piesele conjugate, tipul ajustajelor formate cu acestea;

e) condițiile de lucru (factorii de mediu, tipul ungerii,etc.);

f) solicitările mecanice, termice și chimice ale principalelor suprafețe ale piesei.

În această lucrare se vor prezenta desenele de execuție a trei pistoane bimetalice proiectate în programul SolidWorks.Aceste pristoane sunt folosite de producatorii de autovehicule marca: Dodge,Cadillac și Lincoln.

Fig.1.1 Pistonul bimetalic al autovehiculului Dodge Ram 2500/3500 din anul 2007

Fig.1.2 Pistonul bimetalic al autovehiculului Cadillac Series 452-A V-16 din anul 1930.

Fig.1.3 Pistonul bimetalic al autovehiculului Lincoln-Zephyr V-12 din anul 1935.

1.2. Rolul funcțional, structura și solicitarile piesei

Pistonul este o piesa care execută mișcarea de translație alternativă. Împreună cu el au aceeași mișcare și: segmenții, bolțul, bucșa bolțului și o parte din bielă. Mișcarea de translație este impusă de forța de presiune a gazelor (în timpul motor) si de masele inerțiale aflate în mișcarea de translație sau rotație (în ceilalti timpi).Acesta îndeplinește următoarele funcții:

a) realizează variația de volum în interiorul cilindrului;

b) asigură evoluția fluidului motor în cilindru (admisia și evacuarea gazelor);

c) ghidează mișcarea bielei transmițând în același timp forțele de presiune ale gazelor;

d) asigură etanșeitatea cilindrului, împiedicând scăpările de gaze și pătrunderea uleiului în exces;

e) contribuie la evacuarea căldurii rezultate în timpul arderii.

Fig.1.4 Piston (1-capul pistonului 2-regiunea port-segment 3-mantaua pistonului)

Capul pistonului este cea mai solicitată zonã din punct de vedere termic pentru că vine în contact cu gazele de ardere și în același timp preia forțele de presiune. În funcție de tipul motorului cu ardere internă (benzină sau motorină) capul pistonului are diferite forme: plat, bombat sau să conțină o parte din camera de ardere.

Regiunea port-segmenți conține trei canale în care sunt montați segmenții. Primul segment, cel mai apropiat de capul pistonului, numit și segmentul de compresie/foc (a), al doilea se numește segment de etanșare (b) iar al treilea segment este de ungere/raclor (c). Legătura pistonului de bielă se realizează prin intermediul bolțului montat în umerii pistonului denumit și locașurile bolțului (d).

Solicitarile la care este supus pistonul sunt variate:

1) Solicitari mecanice

Acestea sunt rezultatul acțiunii forței de presiune a gazelor și a forțelor de inerție. Principalele solicitări de natură mecanică sunt:

-solicitarea de încovoiere a capului pistonului ca urmare a acțiunii forței de presiune a gazelor;

-solicitarea de compresiune a regiunii port-segmenți datorită acțiunii aceleiași forțe;

-solicitarea de întindere a regiunii port-segmenți datorită acțiunii forței de

inerție a masei pistonului situată deasupra regiunii mai sus amintite;

-solicitarea de strivire a mantalei datorită acțiunii forței normale N.

Efectele acțiunii acestor forțe sunt deformarea și bătaia pistonului.

Soluții pentru evitarea neajunsurilor datorate deformării pistonului:

-nervurarea fundului capului pistonului;

-utilizarea pistonului cu articulație sferică.

2) Solicitari termice

În urma proceselor termogazodinamice din cilindrul motor se stabileste un transfer de caldură, deopotrivă radiant și convectiv, între gazele de ardere și piston, care este peretele mobil al camerei de ardere.

Fluxul de caldură printr-un proces de transfer conductiv străbate capul acestuia, regiunea port-segmenți și mantaua, imprimându-le un regim termic.

Acest regim termic se caracterizează printr-o distribuție neuniformă a câmpului de temperatură ,generatoare de tensiuni de natură termică.

Problema cea mai delicată a proiectării unui piston o constituie evaluarea solicitărilor termice, iar pentru exploatare menținerea lor la un nivel valoric ce nu se periclitează integritatea acestuia.

Datele experimentale arată că un piston preia aproximativ 6-8% din caldura degajată prin arderea combustibilului în cazul pistoanelor răcite cu apă,aproximativ 4-8% la pistoanele răcite cu ulei și cca. 2% la pistoanele nerăcite.

Fig1.5 Starea termică a unui piston la MAC

Așadar, se poate sublinia o importanță deosebită ce trebuie acordată solicitărilor termice, deoarece solicitările mecanice pot fi ameliorate, în general, printr-o dimensionare corectă a pistonului. Diminuarea solicitărilor termice a fost cauza ce a condus la asigurarea unui sistem de răcire propriu pistoanelor sau a utilizării pistoanelor bimetalice.

Capitolul 2- Proiectarea unui piston bimetalic de motor

Pentru proiectarea unui piston de motor, s-au studiat o serie de producători de motoare pentru autovehicule și tractoare iar dintre acestia s-a ales compania americană CUMMINS, pentru că la unele modelele de motoare diesel fabricate sunt dotate cu pistoane bimetalice.

2.1.Caracteristicile tehnice ale motorului CUMMINS M11 6.7L TURBODIESEL

Motorul Cummins M11 6.7L este ultimul din seria B de motoare, introdus în fabricație din anul 2007. Generează 350 CP,un cuplu de 680 Nm și este cel mai puternic din această serie, echipează în special automobilele Dodge/Ram Pickup.

Tabel 2.1. Datele tehnice ale motorului Cummins M11 6.7L Turbodiesel

Fig. 2.1. Pistonul motorului M11 Cummins

2.2. Calculul termic al motorului M11 6.7L Turbodiesel

Pentru a se stabili forțele și presiunile ce actionează asupra pistonului, este necesar să se facă un calcul termic al ciclului motor.

În urma acestui calcul, în baza presiunii maxime și a fluxului de caldură dezvoltat, se poate realiza o bună dimensionare și verificare a pistonului.

Deoarece calculul termic al motorului și proiectarea propriu-zisă a pistonului nu fac obiectul central al acestei lucrări, în această etapă se vor surprinde numai elementele esențiale de calcul și verificare.

Tab.2.2 Calculul termic al motorului M11 6.7L Turbodiesel

Fig.2.2 Dimensiunile pricipale ale pistonului

Tab. 2.3. Dimensionarea și verificarea pistonului

2.2.1. Reprezentarea grafică a pistonului proiectat (secțiune)

Fig. 2.3.Desenul de execuție al pistonului proiectat (secțiune principală)

2.2.2. Modelarea și analiza pistonului

Fig.2.4 Presiunea gazelor pe anumite suprafețe

Fig. 2.5. Starea de tensiuni într-o secțiune plană longitudinală ce conține axa bolțului

Fig. 2.6. Starea tensiunilor pentru pistonul asamblat

În figura 2.6. se poate observa starea de tensiuni pentru pistonul în stare asamblată.Tensiunile maxime scad semnficativ pentru cazul pistonlui bimetalic.așa cum se poate vedea în figura de mai sus.

Aceste modelari oferă o idee asupra avantajului major pe care îl prezintă utilizarea pistoanelor bimetalice: zona cea mai soliciată termic, chimic si mecanic este confecționată dintr-un material care se pretează cel mai bine pentru aceste situații și anume oțelul, pe când zonele care întregesc etanșarea cu cilindrul și evacuează caldură sunt confecționate dintr-un aliaj ușor și foarte bun conductor termic, cum sunt aliajele de aluminiu.

Capitolul 3- Proiectarea tehnologiei de fabricare a pistoanelor de motor bimetalice

3.1. Materiale utilizate la fabricarea pistoanelor

Pentru a raspunde condițiilor la care este supus în timpul funcționării, materialul din care se realizează pistonul trebuie să îndeplinească urmatoarele cerințe:

-să aibă o rezistența mecanică ridicată la temperatura de funcționare;

– să aibă densitate cât mai mică;

– să aibă o bună rezistență la uzură (proprietăți antifricțiune bune);

– să aibă coeficient de dilatare redus, care să permită un joc de montaj mic;

– să aibă conductivitate termică ridicată, pentru a evacua mai bine caldura;

– să aibă prelucrabilitate bună și cost redus.

Aliajele de auminiu întrunesc în cea mai mare masură condițiile arătate. De aceea, actualmeste toate piesele de motoare se confecționează din aliaje de aluminiu.

Aliajele de aluminiu pentru pistoane se impart în două grupe:

-aliaje cupru-aluminiu

-aliaje siliciu-aluminiu sau silumin

Fonte

Fonta este de tip perlitic cu incluziuni fine de grafit lamelar; uneori se aliază în vederea menținerii proprietăților mecanice la temperatură ridicată. În tabelul 3.1 se prezintă compoziția chimică și proprietățile mecanice ale unor fonte utilizate în fabricarea pistoanelor.

Folosirea fontei cu grafit nodular permite atingerea unor temperaturi în zona capului pistonului de 350 până la 400°C. Fonta cu grafit nodular are o conductivitate termică cu 20 % mai mică decât fonta cenușie.

Aliaje de aluminiu

Aliajele pe baza de aluminiu au o densitate de 2…4 ori mai mică decât fonta sau oțelul, micșorând astfel masa pistonului. În același timp, costurile pentru prelucrarea mecanică a pistoanelor din aliaje de aluminiu sunt mai scăzute. Rezistența mecanică mai scazută determină dimensiuni sporite pentru pereții pistonului astfel că diferența de greutate dintre pistoanele confecționate din cele două materiale nu este foarte mare. Aliajul de aluminiu asigură însă o conductivitate termică mai bună și în consecință o micșorare importantă a temperaturii în zona capului pistonului.

Tab.3.1: Fonte pentru pistoane

Tab.3.2: Aliaje de aluminiu pentru pistoane

Ca dezavantaje ale aliajelor de aluminiu cităm rezistența mecanică mai scazută, coeficient de dilatare mai mare (Tab.3.2), stabilitate scazută.

La fabricarea pistonului sunt utilizate doua categorii principale de aliaje de aluminiu:

1) Aliaje Al-Cu, numite și duraluminiu, care au un conținut ridicat de Cu (12 %);

Aceste aliaje au o bună rezistență la uzură, un foarte bun coeficient de conductivitate termică, dar densitatea aliajului este ridicată (datorită cuprului), iar coeficientul de dilatare – mare, necesitând jocuri mari de montaj.

O îmbunătățire a proprietăților se obține micșorând conținutul de Cu între 3 și 5 %, adaugând în schimb Ni (2 și 3 %). Acest aliaj al aluminiului, numit și aliaj Y, are o rezistență mecanică foarte ridicată, o duritate apreciabilă și o bună rezistență la uzură. Ele se folosesc la MAC greu solicitate mecanic și termic (motoare cu camere separate de preardere și motoare supraalimentate). Au, însă, un cost mai ridicat și se menține dezavantajul coeficientului de dilatare mare.

2) Aliajele Al- Si, numite si Silumin, au ca element principal de aliere siliciul.

În funție de natura soluției solide pe care o formează Al cu Si, distingem:

-aliaje hipoeutectice, cu 9.. 11.5 % Si;

-aliaje eutectice, cu 11.5.. 13.5 % Si;

-aliaje hipereutectice, având 13.5.. 26 % Si.

Pe masură ce crește continutul de siliciu, coeficientul de dilatare liniară scade, însă se micșorează conductivitatea termică, ceea ce impune îngroșarea pereților. Prin urmare, aliajele hipereutectice se pretează la motoarele Diesel iar cele eutectice sunt recomandate pentru MAS. Un alt dezavantaj ce apare la majorarea procentului de siliciu este uzura pronunțată a sculelor așchietoare (prelucrabilitate scazută).

Aliajele Al-Si au bune proprietăți antifricțiune, duritate mare la temperaturi ridicate, o rezistență mecanică satisfacatoare (prin adaugarea de Cu si Ni rezistența mecanică crește).

Aliajele de aluminiu care sunt obținute prin sinterizare au proprietăți mecanice mult mai bune față de cele obținute prin turnare sau matrițare.

3)Aliajele pe baza de Mg se folosesc la motoarele de curse datorită densității scăzute, a coeficientului de dilatare redus și a rezistenței mecanice ridicate. Acestea au însă o durabilitate scazută la temperaturi ridicate.

4)Materialele ceramice sunt tot mai folosite în cazul motoarelor greu solicitate termic; acestea sunt obținute îndeosebi prin sinterizare. Acestea prezintă avantajul rezistenței foarte bune la temperaturi foarte ridicate, comportând în același timp un coeficient de dilatare redus.

Tratamentele termice aplicate semifabricatelor

Tratamentele termice presupun călirea urmata de îmbatrânire artificială. Călirea se execută după urmatorul ciclu:

– încalzire pâna la 500 – 520 C;

– menținerea la această temperatură timp de 4 – 6 ore;

– racire în ulei.

Îmbatrânirea se face dupa ciclul:

– încalzire la 170 – 190 C;

– menținere timp de 6 – 12 ore;

– răcire lentă.

Acoperirile de protectie se execută pentru îmbunatățirea rezistenței la uzură, la solicitari termice și chimice, înlocuind în perioada de pornire a motorului pelicula de ulei.

Eloxarea (oxidarea anodică) este un proces de transformare electrochimică a suprafeței pieselor supuse la uzură, pe o adâncime de 10.30 .

Pentru eloxare se folosește un amestec de acid sulfuric tehnic (H2SO4) și carbonat de sodiu anhidru tehnic (Na2CO3).

Pistoanele se degresează în solvenți organici, se decapează în soluții alcaline și acide, se spală și se usucă înainte de eloxare cu atenție pentru a elimina orice urmă de elemente de oxidare anodică.

Stanarea pistoanelor se aplică atât în varianta electrolitică, cât și în varianta termică (prin imersie în baia de staniu topit) pentru a obține straturi protectoare de diverse grosimi.

3.2. Obținerea semifabricatelor pentru pistoane

Semifabricatul pentru matrițare se obține prin:

turnare (fonta în nisip, iar aliajul de aluminiu în cochilă) sau matrițare (procedeu mai scump, dar proprietătile mecanice sunt mai bune). Semifabricatul se tratează termic în vederea îmbunatățirii calitaților sale mecanice și pentru eliminarea tensiunilor interne.

3.2.1. Turnarea în cochilă

La producția în serie se apelează la turnarea în cochilă (λ mare). În această situație se recomandă o vitez optimă de răcire. Viteza optimă de răcire se controlează prin preîncălzirea cochilei până la 300 °C, scăzând astfel diferența de temperatură și implicit, viteza de răcire. Pentru ca materialul topit să nu adere la suprafața cochilei, aceasta se vopsește în interior utilizând o vopsea ce conține grafit.

Temperatura de turnare (aprox. 750°C) are o importanță foarte mare pentru aliajul de aluminiu :

–  dacă este prea scazută vîscozitatea materialului topit este scazută.

– dacă este prea ridicată, are loc o absorbție puternică a gazeior din atmosferă,metalul topit se poate oxidează, aprând astfel porozități, respectiv impurități.

O soluție intermediar pentru viteza de răcire este turnarea în cochiiă cu un miez de nisip (amestec). Această metodă este mai putin utilizatä, pentru că se pretează prea puțin la mecanizare și automatizare. Miezurile se obțin în cutii de miez cu ajutorul unor modele.

La producția în masă, turnarea în cochilă este mecanizată, adică ;

–        închiderea și deschiderea cochilelor se fac automat, cu acționare pneumatică sau hidraulică ;

–      introducerea și scoaterea rizurilor se realizează cu brațe mecanice ;

–      turnarea efectivă se face cu ajutorul unui dozator;

– cochilele se deplasează pe o bandă rulantă sau pe un suport.

Structura cochilei

Schema unei cochile este prezentată n figura de mai jos.. Ea se compune din doua parți; o parte exterioară și una interioară ( miezuri).

Partea exterioară este alcatuită din doua semicochile care alipite formează o cutie cu planul de separare ce coincide cu axa pistonului ( perpendiculare pe axa umerilor). Acestea la extremitați au niște balamale, iar în partea opusă se află zăvorul (mecanismul de închidere).

Cochilele se confecționează din fontă cenușie obtinută sau din font aliată termorezistentă. Numărul aproximativ de turnări la care rezistă este de 25 000.

Miezurile se pot confecționa din oțel carbon de calitate sau oțel termorezistent aliat cu crom. Ele sunt prevăzute cu manere sau cu o coadă de "randunică" pentru mâinile mecanice.

– extractoare, care sunt tije ce permit deplasarea miezurilor laterale spre interior;

– serpentine prin care se suflă aer comprimat pentru a mări viteza de răcire în zona capului pistonului;

Pistonul se toarnă cu capul în jos, pentru că impuritățile să se adune în partea superioară.

Cuptoare pentru topirea aliajelor

După sursa de căldură avem :

– arderea unui combustibil cum ar fi : CH4, păcură,cocs;

– cuptoare electrice – cu rezistența

– cu inducție cu curent alternativ de joasă frecvență;

După modul de transmitere a căldurii în baia de metal: – cu transmitere de sus în jos atunci când sursa de căldură este deasupra băii;

–    cu transmitere de jos în sus atunci când sursa de căldură este în jurul băii (cea mai favorabilă, creazaa curenți ce omogenizează și uniformizeza compoziția băii);

–  cu transmitere combinată, apare în cazul cuptoarelor electrice cu inducție.

În căzui aliajelor de aluminiu nu se recomandă cuptoarele cu flacăra deasupra fiindcă se evita contactul dintre suprafața băii și gazele de ardere (întrucât Al este foarte avid de gaze și se oxidează).Acest fenomen se amplifică cu cât temperatura crește (topitura este supraîncălzită) și cu cât timpul de contact cu gazele este mai mare. De aceea la turnarea aliajelor de Al se introduc niște săruri de protecție și dezoxidare. Că saruri de protective putem folosi NaCI, iar ca substanțe dezoxidante Mg și Na. Mg rămâne în componența aliajului pe când sarurile se adună în partea superioară și pot fi îndepărtate.

Creuzetul poate fi confecționat din fier sau grafit. Fierul se dizolvă în Al topit și la solidificare se formează compuși foarte duri cu Al său cu Al+Și la un loc. Acești compuși micșorează propietätile mecanice ale aliajului.

Pentru a se înlătura acest dezavantaj creuzetui se vopsește, dar în timp, pe măsură ce vopseua dispare devine ineficient Se preferă creuzetul de grafit chiar dacă tenperatura sursei trebuie să fie mai mare.

După construcție:

cuptor cu creuzet ( fig.3.1.) care poate fi rabatabil ( se poate roti pentru a turna conținutul);

cuptoare cu flacără (fără creuzet) în figură 4 este exeplificat cuptorul cu creuzet ce are componentele:

Fig. 3.1. Cuptor cu flacară (1-creuzet 2-baia de metal topit 3-sursa de încălzire 4-captușeala 5-capac)

Rețeaua de turnare

Rețeaua de turnare este formată din una sau două culee din care se toarnă metalul topit una sau două maselote, care sunt de fapt rezervoare de metal topit ce trebuie să alimenteze forma astfel încât să nu apară goluri ( retasuri ), în timpul solidificării. Acestea se înlătură prin tăiere la curățarea semifabricatului.

Maselotele pot fi plasate fie în partea superioară a pistonului, fie lateral în planul de separație al cochiiei. Ele pot fi pe toată lungimea sau numai pe o porțiune din lungimea pistonului. Figurile 3.2.- a, b, c prezintă pistonul turnat cu capul în sus. Cochila se aeaza pe un suport rotitor, pentru a se putea extrage miezurile după solidificare (fig. 3.2.).

Culeea se racordează cu pistonul sau maselota fie cu o rază mare -pentru evitarea turbionarii metalului topit, fie cu o rază mică pentru o viteză redusă de curgere.

Din variantele prezentate mai sus este de preferat să se aleagă cea din fig. 3.2- e; în fig. 3.2- i este reprezentată o secțiune prin acest tip de rețea de turnare.

Fig. 3.2. Maselote

1- maselota;

2- culee;

a- o maselota;

b- doua maselote;

c- doua maselote dintre care una plasata lateral pe toata lungimea pistonului;

d, e, f, g, h -reprezintà situatiile in care pistonul este turnat cu capui in jos;

d- o maselota;

e- doua maselote pe toata lungimea;

f- doua maselote dar numai pe o parte din lungimea pistonului;figura;

g – maselota si culeea;

h- retea de turnare pentru doua pistoane in acelasi timp cu doua maselote.

Procesul de turnare și alierea

Pentru a elabora aliaie de Al de la industria metalurgică parvin industriei construcției de mașini sub formă de blocuri de Al pur tehnic : 93,5 % – 99,7 % puritate (fig. 3.3 ).

Din acest motiv se utilizează prealiaje, materiale ce au temperatura de topire mai mică decât temperatura de topire a componenteior.Exemple: temperatura de topire : Al- 660 °C; Mg-650 °C; Și-1427 °C; Cu – 1060°C; Ni-1450; Cr-1890°C

Există două categorii de prealiaje:

1) Conțin elemente cu punct de topire mai mic sau egal cu cel al Al, cum ar fi Mg. Nu apar dificultăți majore, dacă se elaborează un prealiaj poate fi turnat în stare topită în topitura de Al. Se poate face turnarea și fără aliere;

2) Conțin elemente cu punct de topire mai mare decât a Al – se elaboreza prealiaje ce se toarnă în blocuri după care se retopesc odată cu Al. Există trei metode de elaborare a prealiajeior cu elemente cu punct de topire mare: topirea elementele prealijaului împreună (metoda ce nu se mai folosește ); introducerea de bucăți din solide aparținând elementelor cu temperatura cu punct de topire mai înalt în topitura celuilalt ( Al); se introduce topitura metalului cu punct mai înalt în topitura celuilalt material. Astfel se păstrează 20% în stare solidă, care apoi se introduce treptat odată cu încălzirea pentru răcirea băii. Pentru a evita supraîncălzirea ei, încălzire ce favorizează absorbția de gaze și oxidarea ce duc la apariția de porozități, se reduce fluiditatea la turnare. Exemple de prealiaje folosite:

– Al-Cu 50% Al+50% Cu (categoria a 2 -a de materiale);

– Al-Și Silumin 13%Și+87% Al;

– silicoaluminium 50% Și + 50% Al (material ce necesită multe săruri și dezoxidante);

– Al-Ni 10% Ni+ 90% Al;

– Al- Mn 5% (10%) Mn – 95% ( 90% );

– Al – Cu – Ni – Mn ( Cu, Ni, Mn formează prealiajul);

Asigurarea stabilității dimensionale (evitarea fenomenului de creștere în timp a materialului)

Se constată (fig. 3.3) că solubilitatea elementelor de aliere în Al în faza solidă scade foarte mult cu scăderea temperaturii.Ex: Al-Cu – solubilitatea Cu în Al la a) 550°C este de 5.65 % -b) 200 °C este de 0.5 %. Cu în exces părăsește rețeaua cristalină formând nisie compuși duri AlCu2 ce se aglomerează formând cristale mari ce determina scăderea proprietăților mecanice pe de o parte, iar pe de altă parte produce o creștere a volumului. Dacă metalul topit care conține Cu, la soliditate maximă este răcit brusc, Cu nu mai are timp să precipite, însă la temperatura obișnuită, soluția rămâne metastabila (suprasaturata), deci în timp indeiungat Cu începe să precipite sub forma acestui compus, rezultànd o creștere a volumului materialului. Acest lucru este periculos deoarece prin creșterea volumului materialului se poate depăși uzură, determinând scăderea jocurilor dintre piston și cilindru, chiar anularea, situație în care pistonui se gripează. De aceea este necesar ca aceasta precipitare să se facă într-un timp mai scurt Înainte de prelucrarea mecanică astfel încât după finisare piesele să nu se mai modifice. Astfel, se aplică îmbătrânirea artificială la 200 °C, timp de câteva ore.Călirea (încălzire ia temperaturi mai mari aprox. 500 oC) are rolul de a asigura o solubilitate cât mai mare a Cu în Al. Acest lucru se constată și la alte elemente de aliere cum ar fi; Și, Ni, Mg, Mn. În general aceasta curbă de tratament este specifică și se determina pentru fiecare aliaj în parte. Proprietățile sunt foarte sensibile la aceste aspecte.

Fig. 3.3. Exemplu de trament termic

3.4. Itinerariul tehnologic de turnare în cochila a aliajelor de aluminiu

Pregătirea pentru turnare:

– preîncălzirea cochilei la 200-250 oC;

– paralel încălzirea miezurilor metalice așezate pe cuptor deasupra oglinzii metalului topit;

– curățirea interiorului cochilei se face cu răzuitorul sau saberul, de corpuri străine sau de resturi de metal topit;

– vopsirea interiorului cochiliei cu o soluție de grafit în apă pentru reducerea vitezei de răcire și neaderenta materialului topit în materialul cochilei;

– frecare cu grafit a plăcii de bază pe porțiunea pe care se așează și alunecă cochila;

– încălzirea cochilei la 250-300 °C.

Turnarea efectivă:

operația 1: verificarea suprafețelor de închidere a cochilei, pentru a nu avea

resturi de metal topit, corpuri ce se înlătură cu mănușa;

operația 2: închiderea cochilei (formată din două semicochile care uniteformeaza o cutie asigurată cu zăvor);

– operația 3: se curăța cu mănușa metalul topit de la turnarea anterioară, de pe miezuri;

– operația 4: introducerea simultană a miezurilor laterale în cochila;

– operația 5: introducerea miezului central cu lovituri ușoare de levier;

– operația 6: introducerea simultană a miezurilor pentru alezajul umerilor;

– operația 7: turnarea metalului topit în cochila – se îndepărtează cu fundul lingurii vopsite peliculă de pe suprafața aliajului topit din cuptor (aceasta peliculă conține impurități, dar și saruri de protecție și dezoxidare);

– se scoate cu lingura aliajul la temperatura de 700 ± 10 oC și se toarnă de la înălțimea de aprox. 90 mm în cochila caldă timp de cca. șase secunde în felul următor;

– două secunde, jet mare pentru a evita răcirea accentuată, care la o temperatură insuficientă nu mai poate umple bine forma pereților subțiri ai mantalei;

– două secunde se scade viteza jetului pentru a lăsa aerul din cochlia să iasă;

– ultimele două secunde se crește iar viteza jetului, pentru a asigura presiunea hidrostatică necesară umplerii părții superioare.

– operația 8: restul metalului topit din lingura se varsă în cuptor, se scutură lingura de peliculă oxidată și se așează pe oglinda cuptorului pentru a fi menținută caldă. Se așteaptă două trei minute pentru solidificarea metalului turnat în cochila, apoi se face demontarea în ordine inversă;

– operația 9: se scoate miezul central și se răcește în apă cu grafit,

– operația 11: se scot miezurile pentru bolț, se răcesc și se așează;

– operația 12: se deschise cochila;

– operația 13: se taie rețeaua de turnare;

3.5. Stabilirea adaosurilor de prelucrare în cazul turnării

Acestea se prevăd numai pe suprafețele ce urmează a fi prelucrate prin așchiere. Mărimea adaosurilor de prelucrare depinde de mai mulți factori:

– procedeul de turnare; turnarea în cochila face parte din clasa a-I-a de precizie;

– complexitatea formei; o piesă mai complexă îngreunează umplerea formei și în consecință se prevăd adaosuri de prelucrare mai mari;

a) piese simple fără miezuri;

b) piese simple cu miezuri;

– poziția suprafeței pe care se prevede adaos de prelucrare în timpul turnării; pe suprafețele din partea superioară, unde se adună impurități, se prevăd adaosuri de prelucrare mai mari în raport cu cele laterale sau inferioare ( vezi tabelul 3.2 ):

Tab. 3.2. Adaosuri de prelucrare la turnare

Planul de operatii pentru fabricarea pistoanelor bimetalice

Planul de operații pentru fabricarea pistoanelor bimetalice are 4 etape caracteristice: turnarea celor 2 componente, prelucrarea mecanică individuală a acestora, tratamentul termic si asamblarea; acestea se prezinta in continuare in tabelul 3.3:

Tab. 3.3. (continuare)

Tab. 3.3. Planul de operații de fabricare pentru pistoanele bimetalice

Descrierea operațiilor de prelucrare mecanică

În general, itinerariul tehnologic de prelucrare mecanică are 3 părți: etapa de degroșare (operațiile 1 – 4); etapa de semifinisare (operațiile 5-9 ); – o etapă de finisare ( operațiile 9 – 12 ); între aceste etape sau la final sunt prevăzute câteva operații auxiliare (tratament termic, proba hidraulică, acoperire galvanică, etc.). Astfel, itinerariul tehnologic este format din:

1. Strunjirea de degroșare a suprafeței cilindrice exterioare și a capului pistonului: pistonul se prinde pe suprafața interioară neprelucrată cu ajutorul unui dispozitiv extensibil: rolul acestei operații este de a asigura o grosime constantă a mantalei;

2. Strunjirea de degroșare a bazei mantalei și a brâului interior care constituie suprafața principală de așezare pentru operațiile următoare;

3. Strunjirea de degroșare a alezajelor umerilor (se poate realiza pe strung sau pe o mașină de alezat); prinderea se face pe brâul mantalei, centrarea după suprafață, exterioară a umerilor neprelucrată și care nu se mai prelucrează, iar strângerea se face pe suprafața capului;

4. Strunjirea de degroșare a canalelor pentru segmenți; operația se realizează pe strung, pistonul este prins de bază mantalei, strâns pe capul pistonului; la producție de masă strunjirea se face concomitent cu un dispozitiv portcuțit multiplu;

5. Tratament termic; uzuală este îmbătrânirea artificială;

6. Proba hidraulică prin interiorul pistonului; se face pe un stand special având grijă ca găurile bolțurilor să fie astupate;

7. Strunjirea de semifinisare a bazei mantalei și a brâului interior sau a suprafeței de centrare de sub umeri; pistonul este prins pe suprafața exterioară degroșata; această operație vizează refacerea principalei baze de așezare;

8. Strunjirea de semifinisare a suprafeței cilindrice exterioare în 2 trepte de diametru (mai mare pentru manta și mai mic pentru regiunea port-segmenți) și a suprafeței plane a capului pistonului; prinderea se face pe baza mantalei cu strângerea pe capul pistonului;

9. Strunjirea de semifinisare a alezajelor umerilor; prinderea se face pe brâul mantalei, centrarea după suprafața exterioară a umerilor neprelucrată și care nu se mai prelucrează, iar strângerea se face pe suprafața capului;

10. Strunjirea de semifinisare a canalelor pentru segmenți; operația se realizează pe strung, pistonul este prins de bază mantalei, strâns pe capul pistonului; la producție de masă strunjirea se face concomitent cu un dispozitiv portcuțit multiplu;

11. Prelucrarea găurilor de ulei din fundul canalelor segmenților de ungere; operația se realizează prin găurire; la producția de masă se poate folosi o mașină de alezat multi ax ce prezintă avantajul prelucrării concomitente a tuturor găurilor;

12. Strunjirea de finisare ovală a mantalei;

13. Strunjirea de finisare a alezajelor umerilor;

14. Strunjirea de finisare a flancurilor superioare și inferioare a canalelor segmenților de compresie;

15. Ajustarea masei pistonului; operația se execută prin strunjire din brâul interior astfel încât masa pistonului să se încadreze în toleranțele impuse;

16. Cositorire; operația se execută la secția de acoperiri galvanice;

17. Sortare și marcare; pistoanele se sortează și se marchează după alezajul bolțului și masa pistonului;

18. Control final; se verifică toate dimensiunile, calitatea suprafețelor și masă;

19. Spălare;

20. Ambalare;

21. Depozitare.

Fig. 3.4. Zone cu adaosuri de prelucrare

Fig. 3.5. Corelarea adaosrilor de prelucrare cu tabelul 3.3.

Tab. 3.4. Adaosuri de prelucrare mecanica pentru fiecare zona a pistonului

3.3. Descrierea procesului tehnologic de prelucrare mecanică

Forma complexă a pistonului (secțiuni eliptice și profil longitudinal variabil), condițiile tehnice riguroase care trebuiesc realizate, precum și rigiditatea mică a pistonului (pereți subțiri), impune ca în procesul de prelucrare să se utilizeze acele tehnologii care țin seama de datele amintite, și anume:

– concentricitatea conturului exterior față de cel interior neprelucrat se obține numai atunci când pistonul se fixează pe un dispozitiv cu strângere interioară cu autocentrare;

– condițiile de perpendicularitate între canalele de segmenți și suprafața cilindrică exterioară impune prelucrarea din aceeași prindere;

– condiția de perpendicularitate între axa bolțului și axa de simetrie a pistonului impune prelucrarea din aceeași așezare cu operațiile anterioare.

Alegerea bazelor de așezare

Proiectarea procesului tehnologic se face prin așezarea operațiilor într-o ordine logică pentru a respecta condițiile tehnice, inclusiv pentru excluderea deformațiilor și a operațiilor inutile de prelucrare universală.

Ca baze de așezare se utilizează:

– suprafața specială de pe capul pistonului;

– alezajul pentru bolț;

– suprafața interioară a brâului mantale

Fig.3.6. Schema bazelor de așezare

Operația 1:

I. Strunjirea de degroșare a suprafeței cilindrice exterioare și plane a capului pistonului

Fig. 3.7. Schema prelucrării suprafeței cilindrice exterioare și a capului pistonului

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina- unealta – strung paralel;

c)Suprafața de așezare – suprafața interioară neprelucrată;

d)Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e)Scula – cuțit normal de strung;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mică de rotație și scula mișcarea de avans ( longitudinal pentru suprafață cilindrică exterioară și transversal pentru suprafața frontală); avans și adâncimi de așchiere mare;

h)Verificatoare – șubler cu diviziune de 0.05 mm;

II. Faze:

a)Prindere;

b)Strunjit cilindric exterior cota Φ 107;

c)Strunjit plan cota Φ117.2;

d)Control;

e)Desprins așezat;

Operația 2:

I. Strunjirea de degrosare a bazei mantalei si a brâului interior:

Fig. 3.8. Prelucrarea bazei mantalei și a brâului interior

a) Secția – prelucrări mecanice

b) Mașina unealta – strung paralel

c) Suprafața de așezare – suprafața exterioară degroșata

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului

e) Scula – cuțit normal de strung

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mică de rotație și scula mișcarea de avans ( longitudinal pentru suprafață cilindrică interioară și transversal pentru suprafața frontală); avans și adâncimi de așchiere mari

h) Verificatoare – șubler;

II. Faze:

a) Prindere

b) Strunjit plan cota Φ80

c) Strunjit cilindric interior cota Φ70

d) Control

e) Desprins așezat

Operația 3

I. Strunjirea de degroșare a alezajelor umerilor

Fig. 3.8. Prelucrarea alezajelor umerilor pistonului

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – brâul mantalei;

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului;

Suprafața de centrare – suprafața exterioară a umerilor neprelucrată;

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universal;

e) Scula – cuțit normal de strung;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mică de rotație și scula mișcarea de avans longitudinal; avans și adâncimi de așchiere mari;

h) Verificatoare – șubler

II.Faze:

a) Prindere;

b) Strunjit cilindric interior cota Φ32;

c) Control;

d) Desprins asezat;

Operația 4:

I. Strunjirea de degroșare a canalelor pentru segmenți și a camerei de compresie

Fig. 3.8. Prelucrarea canalelor de segmenți și a camerei de compresie

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – baza mantalei;

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e) Scula – cuțit de retezat;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu special

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mică de rotație și scula mișcarea de avans transversal; avans și adâncimi de așchiere mari

h) Verificatoare – cale plan-paralele;

II. Faze

a) Prindere;

b) Strunjit cilindric exterior ;

Strunjit plan canale;

Strunjit cilindric exterior cota Φ99;

Strunjit plan;

c) Control

d) Desprins așezat

Pentru prelucrările ulterioare de semi-finisare și finisare a suprafețelor, se folosesc aceleași baze de așezare și scheme de prindere

Operația 5:

I. Strunjirea de semi-finisare a bazei mantalei și a brâului interior

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – suprafața exterioară degroșata;

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e) Scula – cuțit normal de strung;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteza medie de rotație și scula mișcarea de avans (longitudinal pentru suprafață cilindrică interioară și transversal pentru suprafața frontală); avans și adâncimi de așchiere medii;

h) Verificatoare – șubler 2.

II. Faze

a) Prindere;

b) Strunjit plan;

c) Strunjit cilindric interior;

d) Control;

e)Desprins așezat.

Operația 6

I. Strunjirea de semi-finisare a suprafeței cilindrice exterioare în 2 trepte de diametru

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – suprafața interioară;

Suprafața de strângere – suprafața camerei de ardere;

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e) Scula – cuțit normal de strung

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteza medie de rotație și scula mișcarea de avans( longitudinal pentru suprafață cilindrică exterioară și transversal pentru suprafața frontală ); avans și adâncimi de așchiere medii

h) Verificatoare – șubler

II. Faze

a) Prindere;

b) Strunjit cilindric exterior cota Φ 88 pentru capul pistonului;

Strunjit cilindric exterior;

c) Control

d) Desprins așezat

Operația 7

I. Strunjirea de semi-finisare a alezajelor umerilor

a)   Secția – prelucrări mecanice

b)   Mașina unealta – strung paralel

c)   Suprafața de așezare – brâul mantalei

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului

Suprafața de centrare – suprafața exterioară a umerilor neprelucrată

d)   Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului

e)   Scula – cuțit normal de strung

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului

g)     Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteza medie de rotație și scula mișcarea de avans longitudinal; avans și adâncimi de așchiere medii

h) Verificatoare – șubler

II. Faze

a) Prindere

b) Strunjit cilindric interior cota Φ22

c) Control

d) Desprins așezat

Operația 8

I.Strunjirea de semi-finisare a canalelor pentru segmenți

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – baza mantalei;

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului;

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universal;

e) Scula – cuțit de retezat;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu special;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteza media de rotație și scula mișcarea de avans transversal; avans și adâncimi de așchiere medii;

h) Verificatoare – cale plan –paralele;

II. Faze

a) Prindere;

b) Strunjit cilindric exterior;

Strunjit plan cotă;

Strunjit cilindric exterior;

c) Control;

d) Desprins așezat;

Operația 9

I. Strunjirea de finisare ovală a mantalei

a)   Secția – prelucrări mecanice;

b)   Mașina unealta – strung paralel;

c)   Suprafața de așezare – suprafața interioară;

Suprafața de strângere – suprafața camerei de ardere;

d)   Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins

în universalul strungului;

e)   Scula – cuțit normal de strung;

f)  Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu

normal al strungului;

g)   Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mare de rotație și scula mișcarea de avans longitudinal; avans și adâncimi de așchiere mici;

II. Faze:

a)  Prindere;

b)  Strunjit cilindric exterior cota Φ107;

c)Control;

d)Desprins- așezat;

Operația 10

I. Strunjirea de finisare a alezajelor umerilor

a) Secția – prelucrări mecanice;

b) Mașina unealta – strung paralel;

c) Suprafața de așezare – brâul mantalei;

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului;

Suprafața de centrare – suprafața exterioară a umerilor neprelucrată;

d) Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e) Scula – cuțit normal de strung;

f) Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mare de rotație și scula mișcarea de avans longitudinal; avans și adâncimi de așchiere mici;

h) Verificatoare – șubler;

II. Faze

a) Prindere;

b) Strunjit cilindric interior cota Φ32;

c)Control;

d)Desprins așezat.;

Operația 11

I. Strunjirea de finisare a flancurilor superioare și inferioare a canalelor segmenților de compresie

a)   Secția – prelucrări mecanice;

b)   Mașina unealta – strung paralel;

c)   Suprafața de așezare – baza mantalei;

Suprafața de strângere – suprafața capului pistonului;

d)   Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins

în universalul strungului;

e) Scula – cuțit de retezat;

f)  Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu special;

g) Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză

mare de rotație și scula mișcarea de avans transversal; avans și adâncimi de așchiere mici

h) Verificatoare – cale plan-paralele;

II. Faze

a)  Prindere;

b)  Strunjit plan;

c)  Control;

d)Desprins așezat.

Operația 12

I. Ajustarea masei pistonului prin strunjire din brâul interior

a)   Secția – prelucrări mecanice;

b)   Mașina unealta – strung paralel;

c)   Suprafața de așezare – suprafața exterioară a regiunii port-segmenți;

d)   Dispozitivul de prindere a piesei – dispozitiv special extensibil prins în universalul strungului;

e)   Scula – cuțit normal de strung;

f)    Dispozitivul de prindere a sculei – dispozitiv portcuțit multiplu normal al strungului;

g)   Regim de așchiere – piesa executa mișcarea principală cu viteză mare de rotație și scula mișcarea de avans longitudinal; avans și adâncimi de așchiere mici;

h)   Verificatoare – șubler;

II. Faze

a)  Prindere;

b)  Strunjit cilindric interior;

c)  Control;

d)Desprins așezat;

Capitolul 4- Calcule economice

–

4.1. Determinarea regimurilor optime de prelucrare mecanică

4.1.1. Determinarea regimurilor optime de așchiere

Determinarea valorilor optime ale regimurilor de așchiere se bazează pe optimizarea unui parametru global de apreciere a procesului tehnologic respectiv.: minimizarea costului său (mai rar) maximizarea productivității*) . Regimul de așchiere optim se determina după precizarea caracteristicilor sculelor așchietoare și se referă la următorii parametri:

– adâncimea de așchiere – t [mm] este grosimea stratului îndepărtat prin așchiere, de pe suprafața piesei, la o singură trecere;

– avansul – s [mm/min, mm/rot, mm/cursa dublă, mm/dinte] este mărimea deplasării sculei în raport cu piesă, efectuată într-un interval de timp, în cursul mișcării secundare;

– viteza de așchiere – v [m/min, m/s] viteză relativă a tăișului sculei în raport cu suprafața de prelucrat.

În corelație directă cu regimul de așchiere se definește și durabilitatea sculei (între reascutiri) – T [min].

În funcție de multitudinea condițiilor pe care trebuie să le satisfacă, în funcție de măsură în care instrumentul matematic este utilizat și în funcție de modul în care se determina durabilitatea sculei, calculul regimurilor optime de așchiere se face prin două metode ( cu mai multe variante):

1) Metoda clasică – presupune stabilirea preliminară a valorii durabilității sculei ( prin calcul sau din normative), determinarea succesivă (alegere din normative, pe baza unor recomandări sau prin calcul) a parametrilor regimului de așchiere (în ordinea t,s,v), urmată de un număr redus de verificări ale condițiilor restrictive.

În literatură de specialitate sau în normative sunt prezentate diferite variante ale metodei: variante bazate, în primul rând, pe calcule analitice, pe alegerea valorilor din tabele normative, completată prin calcule analitice sumare sau pe utilizarea nomogramelor (reprezentări grafice ale relațiilor analitice sau valorilor din tabele.

2) Metoda modernă, bazată pe programarea matematică (liniara sau neliniara) ce presupune stabilirea unor expresii analitice pentru funcția de optimizare (cost, productivitate) și pentru funcțiile respective (ritmul impus al liniei tehnologice, puterea motorului electric, rezistenta și stabilitatea sculei, încărcarea maximă a mecanismului de avans, calitatea suprafeței prelucrate, cinematica mașini-unelte), în variantele considerării preliminare a durabilității sculei sau a calculului acesteia pe parcurs. Aplicarea acestei metode necesită utilizarea tehnicii de calcul moderne și, implicit, a unui personal cu calificare adecvată, dar rezultatele obținute reprezintă, într-adevăr, un optimum, spre deosebire de metoda clasică, în cursul căreia intervine arbitrariul, chiar și în condițiile respectării tehnologiei.

În cadrul proiectului se va utiliza metoda clasică, în varianta bazată pe calcule analitice, prezentată sub forma unor aplicații de calcul, pentru anumite operații (din procesul tehnologic prezentat la cap.3), stabilite la recomandarea cadrului didactic îndrumător. Astfel, se vor efectua aplicații pentru câte o operație din fiecare tip (câte o strunjire, frezare, găurire, alezare, etc.). Pentru operațiile similare, la alte suprafețe, regimul de așchiere se alege tabelar.

Utilizarea metodei moderne de determinare a regimurilor de așchiere prin programare matematică sau perfecționarea aplicării metodei clasice prin implementarea ei pe tehnica de calcul modernă, vor fi abordate de studenți la indicația și cu sprijinul direct al îndrumătorului de proiect – cadru didactic.

În cazul utilizării mașinilor-unelte semiautomate sau automate, trebuie avute în vedere metodologiile specifice de așchiere și a altor parametri.

4.1.2. Etape

Etapele de parcurs la utilizarea metodei clasice sunt, în general, următoarele:

– stabilirea durabilității sculei T, fie prin utilizarea u nor recomandări cu caracter general, a unor tabele normative sau, mai bine, prin calcul, cu ajutorul unor relații empirice de optimizare, în raport cu costul sau cu productivitatea prelucrării, pe baza relației generalizate Time-Taylor:

în care coeficienții cv și k (dependenți de condițiile concrete ale așchierii) și exponenții m, xv, yv se stabilesc pe baze experimentale, se pot determina parametrii regimului de așchiere (t, s, v) prin alegerea a doi dintre ei și calculul celui de-al treilea. Succesiunea stabilirii celor trei parametri este dictată de gradul în care aceștia influențează funcția de optimizare:

1) Alegerea adâncimii de așchiere, t, în funcție de mărimea adaosului de prelucrare și de tipul prelucrării (degroșare, finisare); acum se stabilește și numărul de treceri;

2) Stabilirea avansului, s, din considerentele de creștere a productivității, este necesar un avans cât mai mare; ținând seama de limitările impuse, acesta se determina prin una din metodele:

– alegerea din tabele normative, urmată de verificări ale satisfacerii restricțiilor referitoare la renitența sculei, rezistenta mecanismului de avans, rugozitatea suprafeței s.a.;

– calculul valorilor limita (maxime) rezultate din fiecare restricție în parte și adoptarea celei mai mici dintre valori.

În ambele cazuri, valoarea reală adoptată trebuie să se găsească în gama avansurilor realizabile de către mașină-unealtă.

c) Calculul vitezei de așchiere, v, ținând cont de următoarele:

– calculul turației, n, a piesei de prelucrat (de ex. la strunjire), în funcție de viteaza calculată și dimensiunea piesei (diametrul), urmat de alegerea celei mai apropiate valori, na, din gamă de turații a mașini—unelte;

– recalcularea vitezei de așchiere va, cu valoarea reală a turației na;

– verificarea puterii necesare pentru așchiere.

Pentru restul operațiilor, parametrii regimului de saschiere se adopta, fără calcule de optimizare sau verificare, din tabele cu recomandări de regimuri de așchiere sau pe baza regimurilor aplicate în întreprinderea constructoare a piesei auto respective.

Trebuie și în acest caz, totuși, avute în vederile valorile discrete realizabile de către mașinile-unelte, în privința avansului și turației (deci vitezei).

În cazul operațiilor de altă natură decât așchierea, cuprinse în procesul tehnologic (tratamente termice, prelucrări prin deformare plastică la rece sau la cald – rulare, tasare, sablare s.a.) vor fi menționate eventualele regimuri de lucru specifice – forțe, presiuni, temperaturi, durate s.a.

Dacă piesa al cărei proces tehnologic se proiectează are o construcție complexă, procesul tehnologic cuprinzând, pe lângă operații de prelucrări mecanice, și operații de asamblare (sudare, presare, înșurubare, lipire etc.), vor fi menționați și parametrii regimului de lucru specifici acestor operații (ex. biele cu cap demontabil, cartere sudate pentru punți, saboți de frână cu garnituri de fricțiune nituite sau lipite, elemente elastoamortizoare din cauciuc vulcanizat la armaturi metalice s.a).

4.2. Determinarea normelor tehnice de timp

Norma tehnica de timp reprezintă timpul necesar pentru executarea unei operații tehnologice în anumite condiții de producție tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile. Se stabilește în funcție de posibilitățile de exploatare a utilajului, S.D.V.-urilor, în condițiile aplicării metodelor de lucru moderne, ținând seama și de gradul de calificare a muncitorilor, corespunzător acestor metode.

Determinarea normelor tehnice de timp se poate face:

– prin calcul analitic (sau pe baze statistice) al fiecărei părți componente și însumarea acestora;

– pe baze statistice, prin analiza normelor de timp stabilite la operații similare și preluarea acestora sau calculul prin interpolare, ținând seama de diferențele specifice.

Structura normei tehnice de timp semnificația componentelor și recomandări privind determinarea acestora vor fi prezentate, pe scurt, în continuare; la elaborarea proiectului este necesară consultarea lucrărilor de specialitate.

Semnificația componentelor normei tehnice de timp este prezentată în continuare:

– tb – timpul de bază – durata prelucrării propriu-zise, se determina, în funcție de regimurile de lucru adoptate și de parametrii geometrici ai suprafețelor prelucrate, prin calcul analitic, cu relații de formă:

tb = Lp / vs

unde Lp este drumul pe care-l parcurge sculă, în direcția mișcării de avans [mm] și vs este viteza de avans [mm/min]. Pentru fiecare tip de prelucrare relația de mai sus ia forme specifice.

Pentru alte operații decât cele de așchiere, pentru timpul de bază pot fi deduse relații similare sau aceasta poate fi adoptată pe baze statistice (cronometrare).

– ta – timpul auxiliar – durata prinderii-desprinderii piesei, apropierii-indepartarii așchiilor, efectuării măsurătorilor s.a. – pentru fiecare componentă, se extrag valorile recomandate din normative, în funcție de condițiile specifice ale prelucrării sau se determina, global, pe baze statistice.

– top – timpul operativ – (top = tb + ta) se calculează ca și componentele sale pentru fiecare fază a operației, după care se însumează, pentru determinarea timpului operativ total, la fiecare operație.

– tdo – timpul de deservire organizatorică – timpul consumat pentru așezarea semifabricatelor, sculelor, primirea și predarea schimbului etc. – se determina, în general, că procent (0,5…7%) din top, în funcție de tipul și mărimea mașinii-unelte;

– tdt – timpul de deservire tehnică – timpul consumat pentru înlocuirea sculelor, reglarea mașinii-unelte, îndreptarea periodică a muchiei așchietoare a sculei etc; se determina din normative, pe componente sau global, că procent (2…8%) din tb;

– ton – timpul de odihnă și necesități fiziologice ale operatorului uman – se determina că procent (3…7%) din top;

– tto – timpul de întreruperi condiționate de tehnologie și organizarea muncii– se determina că procent din top;

– tu – timpul unitar – timpul total corespunzător prelucrării unei piese – se obține ca insumare a componentelor :

tu = top + tdt + tdo + ton + tto [min]

– tpi – timpul de pregătire-încheiere – durata activităților desfășurate de muncitor la începutul și sfârșitul prelucrării lotului de n lot piese (primirea comenzii, studiul documentației, primirea și predarea S.D.V.-urilor, semifabricatelor și pieselor); se stabilește, pe componente, din normative. Mărimea lotului, n lot, la care se referă tpi se poate considera egală cu numărul mediu de piese prelucrate într-un schimb (nlot=ts*Qλ) sau cu mărimea optimă a lotului de piese prelucrate, în producția de serie/

– tn – norma tehnica de timp ( timpul normat ):

tn = tu + tpi / nlot [min]

În cadrul proiectului se vor determina normele de timp pentru principalele operații din procesul tehnologic (în primul rând, pentru cele la care regimurile de așchiere s-au determinat analitic). Pentru celelalte operații (inclusiv cele pentru care nu există recomandări în normative), normele de timp se vor stabili comparativ cu procesele tehnologice similare existente.

4.3. Calcularea costului de producție pentru pistonul bimetalic

Stabilirea unor procese tehnologice raționale pentru obținerea pieselor prin stanțare și matrițare la rece necesită unele calcule tehnico-economice cum ar fi determinarea normei tehnice de timp și a costului unei piese obținute printr-un anumit proces tehnologic.

Aceasta justificare se face pentru volumul de producție dat determinând costul pe bucată sau pe întreg volumul, pentru fiecare variant analizată în general se adopta trebuind să asigure cheltuieli minime.

Se stabilește o mărime de serie de 40000 de pistoane pe an.

Costul de fabricare a l pistonului este detaliat în tabelul 4.1:

Tabelul 4.1- Calcularea costului de productie pentru pistonul proiectat

Capitolul 5- Norme de sănătate și securitate în muncă

5.1. Norme de sănătate și securitate în muncă pentru turnătorii

Normele specifice de protecție a muncii pentru activitatea în turnătorii cuprind prevederi specifice de protecție a muncii pentru prevenirea accidentelor de muncă și îmbolnăvirilor profesionale în activitatea din turnătorii.

5.1.1. Încadrarea și repartizarea personalului

Încadrarea și repartizarea personalului pe locuri de muncă se va face conform Normelor generale de protecție a muncii.

Operațiile de aprindere, reglare, supraveghere și stingere a focului în cuptor vor fi executate de un salariat special instruit și autorizat conform prescripțiilor tehnice elaborate de ISCIR.

La transportul sarcinilor cu macarale sau podurile rulante, legarea sarcinilor se va face numai de către salariați autorizați ISCIR.

Reglajele necesare instalațiilor de curățare se execută numai de către personal special instruit în acest scop.

Lucrările de exploatare, întreținere, revizii și reparații se vor executa numai de personal calificat și special instruit pentru operațiile respective, respectându-se întocmai instrucțiunile de serviciu, instrucțiunile tehnice de exploatare, de protecția muncii și PSI.

5.1.2. Norme SSM

Toate căile de acces ale spațiilor tehnice vor fi menținute în stare bună, curate, libere de orice obstacol și vor fi marcate vizibil.

Este interzisă depozitarea pieselor și materialelor, chiar temporar, pe căile de acces și de circulație.

Intrările turnătoriilor vor fi asigurate împotriva curenților de aer rece.

Spațiile în care se toarnă metal topit sau traseele de transport ale metalului topit vor avea pardoseala uscată și ferită de umezeală.

La transportul metalului topit se interzice accesul salariaților pe căile de circulație pe care se deplasează oală cu metal lichid.

Pardoselile se vor executa astfel încât să fie rezistente la acțiunea metalului topit și la celelalte condiții impuse de tehnologia respectivă, să fie plane și ne alunecoase.

Pardoselile turnătoriilor vor trebui să fie netede, fără denivelări, cu excepția spațiilor în care formarea se face la sol.

În turnătoriile în care se prevăd linii ferate, coroanele șinelor și locul de îmbinare a elementelor de cale nu trebuie să iasă deasupra nivelului pardoselei. Șinele de cale ferată vor fi prevăzute cu contrașine.

Iluminatul natural și artificial se vor realiza astfel încât să asigure o bună vizibilitate la locul de muncă, respectându-se valorile prescrise prin Normele generale de protecție a muncii.

Toate spațiile de lucru în care există pericol de accidentare la întreruperea funcționării iluminatului artificial normal, vor avea iluminat de siguranță, realizat conform standardelor în vigoare, prezentate în Normele generale de protecție a muncii.

La exploatarea, întreținerea și repararea instalațiilor electrice trebuie să se respecte prevederile cuprinse în Normele specifice de protecție a muncii pentru utilizarea energiei electrice în medii normale, precum și prevederile privind protecția împotriva electrocutării, existente în Normele generale de protecție a muncii.

Conducătorii locurilor de muncă sunt obligați să solicite periodic verificarea instalațiilor, echipamentelor și utilajelor electrice pe care le au în dotare, precum și a instalațiilor de protecție împotriva electrocutării.

Lucrările și operațiile de exploatare, manevrare, întreținere și reparare a instalațiilor electrice vor fi executate numai de electricieni autorizați.

Persoanele care exploatează și executa manevre la instalațiile, echipamentele și utilajele electrice trebuie să verifice înainte de începerea lucrului imposibilitatea atingerii pieselor aflate normal sub tensiune, precum și existența legăturilor de protecție.

Este interzisă punerea sub tensiune a instalațiilor, echipamentelor și utilajelor electrice care prezintă pericol de atingere a pieselor aflate normal sub tensiune, care au legăturile de protecție desfăcute sau nu au fost verificate din punctul de vedere al asigurării protecției împotriva electrocutării.

Mijloacele de protecție utilizate în instalațiile electrice trebuie să fie certificate și verificate. Procedura de urmat și verificările eficacității instalațiilor și echipamentelor de protecție împotriva electrocutării se vor stabili prin instrucțiuni proprii de protecție a muncii, cu respectarea normativelor RENEL.

Este interzisă folosirea mijloacelor de protecție care nu au fost verificate, care nu au corespuns la verificări, a căror dată de valabilitate a expirat, care prezintă defecte vizibile, sunt murdare sau nu corespund tensiunii nominale a instalației la care ar trebui utilizate. Înainte de fiecare folosire a unui mijloc de protecție, salariatul respectiv este obligat să facă verificările de mai sus și să nu utilizeze mijlocul de protecție care nu corespunde.

În încăperile cu pericol de incendiu și explozii sunt interzise: fumatul, intrarea cu foc deschis, cu piese sau materiale incandescente, producerea de scântei, utilizarea sculelor metalice și folosirea echipamentului de lucru din materiale sintetice; pe ușa de acces se vor monta plăcute avertizoare.

Se interzice apropierea cu flacără, foc deschis sau țigări aprinse de depozitele de materiale inflamabile sau explozive, de materialul rulant sau de instalațiile la care există pericolul de incendiu și explozie.

Este interzis fumatul în spațiile tehnice de exploatare, publice, administrative etc., în alte locuri decât cele stabilite prin normele tehnice PSI.

Materialele pentru forme și miezuri se vor depozita în încăperi separate.

Materialele prăfoase ca: stearat de calciu, novolac solzi, hexametilentetramina (urotropina), amidon, dextrina, faină de lemn, al căror praf în suspensie cu aerul formează amestecuri explozive, se vor depozita în clădiri rezistente la foc și aerisite, evitându-se sursele de aprindere și formarea de praf.

Depozitarea materialelor prăfoase cu tendința de autoaprindere (praf de cărbune, huila, grafit, faină de lemn, covalit etc.) se va face în compartimente pentru fiecare din materialele respective, complet separate unele de celelalte prin pereți și aerisite.

Pentru prevenirea autoaprinderii materialelor cu această tendință, nu se admite depozitarea de lungă durată a acestor materiale.

Compartimentele pentru depozitarea materialelor prăfoase cu tendința de autoaprindere vor avea muchiile interioare rotunjite, fără colțuri în care s-ar putea produce autoaprinderea prafului tasat.

Depozitarea lianților organici de tipul rășinilor fenolice, epoxidice, furanice, plastinol etc. și a întăritorilor acizi se va face evitându-se contactul întăritorilor cu rășinile, întrucât provoacă reacții violente.

Produșii inflamabili (trietilamina, izocianatii organici, etilenglicolul), ai căror vapori formează cu aerul amestecuri explozive, vor fi depozitați conform normelor PSI pentru materialele explozive.

În depozitele pentru lianți ce prezintă pericol de incendiu și explozie se vor lua măsuri de: legare la pământ a recipienților, montarea instalației paratrăsnet, instruirea personalului pentru executarea corectă a operațiilor de încărcare-descărcare și asigurarea în permanentă a unui mediu lipsit de pericolul formării amestecurilor explozive.

Vopselele refractare cu solvenți precum și solvenții organici aferenți se vor depozita în conformitate cu prevederile Normelor specifice de protecție a muncii pentru activități de vopsire.

În atelierele de curățare a pieselor turnate se vor respecta prevederile: Normelor specifice de protecție a muncii pentru fabricarea, stocarea, transportul și utilizarea oxigenului și azotului; Normelor specifice de protecție a muncii pentru fabricarea, transportul și utilizarea acetilenei; Normelor specifice de protecție a muncii pentru prelucrarea metalelor prin deformare plastică la rece și stanțare; Normelor specifice de protecție a muncii pentru sudarea și tăierea metalelor. Salariații vor utiliza echipamentul de protecție acordat conform Normativului – cadru de acordare a echipamentului individual de protecție, în vigoare.

Curățarea pieselor turnate se va executa în încăperi speciale sau, în lipsa acestora, într-o zonă izolată a halei.

Curățarea manuală a pieselor turnate se va face numai după ce temperatura piesei a scăzut astfel încât să permită intervenția fără pericol de arsuri termice.

Maselotele, rețelele de turnare, bavurile mari, se desprind de piesă cu lovituri de baros, cu dălți pneumatice, cu foarfece și prese mecanice sau pneumatice sau prin tăiere oxiacetilenică, în funcție de calitățile materialului și de dimensiunile pieselor turnate.

În timpul curățării manuale, piesa va avea o poziție stabilă; curățarea pieselor așezate unele peste altele este interzisă.

La debavurarea și curățarea pieselor mari, care nu pot fi așezate pe sol datorită formei lor, se va fixa piesă cu ajutorul unei capre sau pene de siguranță.

La dezmembrarea rețelelor sau maselotelor prin lovire cu ciocanul, se va izola zona de lucru prin paravane rezistente împotriva împroșcărilor cu așchii de fontă, pământ sau piese desprinse.

Pentru curățarea pieselor mici, cu masa sub 10 kg, se vor folosi tobe rotative prevăzute cu dispozitive de absorbție a prafului și cu izolație fonică.

La curățarea cu alice a pieselor de dimensiuni mijlocii, care se efectuează în cabine, salariatul va conduce jetul din afară cabinei.

Urmărirea lucrului în cabina de aplicare se va face printr-un vizor etanș, care se va înlocui atunci când vizibilitatea scade.

Instalațiile de ventilație vor crea în interiorul cabinelor de aplicare o depresiune adecvată pentru a împiedica scăpările de praf spre exterior.

Salariații care lucrează în interiorul încăperilor de curățare cu alice a pieselor având masa peste 200 kg, vor fi supravegheați prin vizoare speciale, montate în pereții încăperilor, de către un salariat numit special în acest scop.

5.2. Norme de sănătate și securitate în munca pentru prelucrarea metalelor prin așchiere

Normele specifice de securitate a muncii pentru prelucrarea metalelor prin așchiere cuprind mãsuri de prevenire a accidentelor de muncã și bolilor profesionale specifice activității de prelucrare a metalelor prin așchiere pe mașini-unelte acționate electric, hidraulic, pneumatic sau electropneumatic, pe mașini și dispozitive manuale acționate electric, sau pneumatic și pentru prelucrãri manuale.

Prezentele norme se aplicã în toate unitățile economice în care existã activitatea de prelucrare a metalelor prin așchiere, indiferent de formă de proprietate asupra capitalului social și de modul de organizare a acestora.

Lucrãtorii în formare (calificare) vor fi supravegheați o perioadã de timp de 1-3 luni, în funcție de complexitatea lucrului, de un lucrãtor calificat și vor lucra singuri numai dupã ce conducãtorul locului de muncã îl va testa practic și teoretic asupra cunoașterii normelor și exploatãrii corecte a utilajului.

Se interzice lucrul la mașini-unelte fãrã că lucrãtorii sã posede documentația necesarã (desene, fise tehnologice, planuri de operații, schema de ungere și instrucțiuni speciale de securitate a muncii corelate cu prevederile din cartea tehnicã a mașinilor-unelte) cu excepția lucrului dupã piese model.

Ajutorul de lucrãtor va lucra numai în prezența lucrãtorului.

Ridicarea, montarea, demontarea subansamblelor și dispozitivelor, a accesoriilor, sculelor și pieselor de pe mașini-unelte, care depășesc 20 kg se vor face cu mijloace de ridicat adecvate, ținându-se cont de prescripțiile Normelor de Igiena Muncii privind efortul fizic. De la caz la caz, în funcție de frecvență operațiilor de ridicare, se va aprecia necesitatea dotãrii cu mijloace ajutãtoare de ridicat și transportat, chiar dacã sarcinile sunt mai mici de 20 kg.

Lucrãtorul care deservește o mașină-unealtă acționată electric va verifica zilnic :

a) integritatea sistemului de închidere a carcaselor de protecție (uși, capace etc.) ;

b) starea de contact între bornele de legare la pãmânt și conductorul de protecție;

c) modul de dispunere a cablurilor flexibile ce alimenteazã părțile mobile, cu caracter temporar, precum și integritatea învelișurilor exterioare ;

d) continuitatea legãturii la centură de împãmântare.

Se interzice lucrãtorilor care deservesc mașinile-unelte sã execute reparații la mașini sau instalații electrice.

În mod obligatoriu, mașină-unealtă, agregatul, linia automatã vor fi oprite și scula îndepãrtatã din piesã în urmãtoarele cazuri :

a) la fixarea sau scoaterea piesei de prelucrat din dispozitivele de prindere atunci când mașina nu este dotatã cu un dispozitiv special care permite executarea acestor operații în timpul funcționarii mașinii ;

b) la mãsurarea manualã a pieselor ce se prelucreazã ;

c) la schimbarea sculelor și a dispozitivelor ;

d) la oprirea motorului transmisiei comune în cazul când mașina este acționată de la aceastã transmisie.

În mod obligatoriu, se vor deconecta motoarele electrice de antrenare ale mașinii-unelte, agregatului, liniei automate în urmãtoarele cazuri :

a) la pãrãsirea locului de muncã sau zonei de poli deservire, chiar și pentru un timp scurt ;

b) la orice întrerupere a curentului electric ;

c) la curățirea și ungerea mașinii și la îndepãrtarea așchiilor;

d) la constatarea oricãror defecțiuni în funcționare.

În cazul când în timpul funcționarii se produc vibrații, mașina se va opri imediat și se va proceda la constatarea și înlãturarea cauzelor. În situația în care acestea sunt determinate de cauze tehnice, se va anunța conducãtorul procesului de muncã.

Dupã terminarea lucrului sau la predarea schimbului, lucrãtorul este obligat sã curețe și sã ungã mașina, sã lase ordine la locul de muncã și sã comunice schimbului urmãtor toate defecțiunile care au avut loc în timpul lucrului, pentru a nu expune la accidente lucrãtorul care preia mașina.

Înlãturarea așchiilor și pulberilor de pe mașinile-unelte se va face cu ajutorul mãturilor, periilor speciale sau cârligelor. Se interzice înlãturarea așchiilor cu mâna. Se interzice suflarea așchiilor sau pulberilor cu jet de aer; aceastã operație este permisã numai cu justificãri tehnologice sau constructive și cu folosirea aerului comprimat de maxim 2 atm.

Evacuarea deșeurilor de la mașini se va face ori de câte ori prezenta acestora este stânjenitoare pentru desfășurarea procesului de producție sau pentru siguranță operatorului și cel puțin o datã pe schimb.

Piesele prelucrate, materialele, deșeurile se vor așeza în locuri stabilite și nu vor împiedica mișcările lucrãtorilor, funcționarea mașinii și circulația pe cãile de acces. Piesele, materialele și deșeurile cu dimensiuni mai mici se vor depozita în containere.

Grãtarele din lemn de la mașini vor fi menținute curate și în bunã stare, evitându-se petele de ulei.

Petele de ulei de pe grãtare sau paviment se înlãturã prin acoperire cu rumeguș.

Se interzice spãlarea mâinilor cu emulsii sau uleiuri de rãcire, produse inflamabile (benzinã, tetraclorurã de carbon, silicat de sodiu etc.) precum și ștergerea lor cu bumbac utilizat la curățarea mașinii.

5.1.1. Exploatarea strungurilor universale și automate

Fixarea cuțitelor de strung în suport se va face astfel încât înălțimea cuțitului sã corespundã procesului de așchiere.

Partea din cuțit care iese din suport nu va depăși de 1,5 ori înălțimea corpului cuțitului pentru strunjirea normalã.

Fixarea cuțitului în suport se va face cu șuruburile din dispozitivul portsculã.

La montarea și demontarea mandrinelor, universalelor și platourilor pe strung, se vor folosi dispozitive de susținere și deplasare.

Piesele de prelucrat vor fi fixate bine în universal sau între vârfuri și perfect centrate, pentru a nu fi smulse.

La fixarea și scoaterea pieselor din universal, se vor utiliza chei corespunzãtoare, fãrã prelungitoare din țeavă sau alte pârghii.

La fixarea pieselor în universalul strungului, se va respecta condiția L £ 3d, unde L și d reprezintã lungimea, respectiv diametrul piesei de prelucrat.

La prelucrarea pieselor lungi pentru susținerea lor se vor utiliza linete.

La fixarea piesei între vârfuri se va fixa rigid păpușă mobilã iar pinola se va bloca în poziția de strângere.

Slãbirea piesei din pinola păpușii mobile se va efectua numai dupã oprirea strungului.

Înainte de începerea lucrului, lucrãtorul va verifica starea fizicã a fiecãrui bac de strângere. Dacă bacurile sunt uzate (șterse), au joc, prezintã deformații sau fisuri, universalul sau platoul vor fi înlocuite.

Înainte de începerea lucrului, lucrãtorul va verifica dacã modul în care este ascuțit cuțitul și dacã profilul acestuia corespund prelucrãrii pe care trebuie sã o execute, precum și materialului din care este confecționată piesa. Se vor folosi cuțite de strung cu prag special pentru sfãrmarea așchiei continue.

La cuțitele de strung prevãzute cu plãcute din carburi metalice se vor controla cu atenție fixarea plãcutei pe cuțit precum și starea acestuia. Nu se permite folosirea cuțitelor la care plãcutele prezintã fisuri, arcuiri sau deformații. Cuțitele cu plãcute din carburi metalice sau ceramice vor fi ferite de șocuri mecanice.

Pornirea și exploatarea strungului

Angajarea cuțitului în material va fi fãcutã lin, dupã punerea în mișcare a piesei de prelucrat. În caz contrar, existã pericolul smulgerii piesei din universal sau ruperii cuțitului.

La sfârșitul prelucrãrii se va îndepãrta mai întâi cuțitul și apoi se va opri mașina.

La prelucrarea între vârfuri se vor folosi numai antrenoare (inimi de antrenare) de tip

La prelucrarea pieselor prinse cu bucșe elastice, strângerea, respectiv desfacerea bucșei se vor face numai dupã oprirea completã a mașinii.

Se interzice urcarea pe platoul strungului carusel în timpul cât acesta este conectat la rețeaua de alimentare.

Se interzice așezarea sculelor și pieselor pe platou dacã utilajul este conectat la rețeaua electricã de alimentare.

Pe strungurile automate se vor prelucra numai bare drepte, teșite la ambele capete.