PROIECT DE DIPLOMA Inginerie Mecanica Industriala si Maritima - Proiectarea tehnologiei de proiectare a unui arbore cu filet si conducerea productiei pentru fabricarea acestuia

Universitatea OVIDIUS Constanta

Facultatea de Inginerie Mecanica

Industriala si Maritima

PROIECT DE DIPLOMA

Proiectarea tehnologiei de proiectare a unui arbore cu filet si conducerea productiei pentru fabricarea acestuia

CAP.1 ANALIZA DESENULUI DE EXECUTIE SI A

TEHNOLOGICITATII PIESEI

a)Analiza desenului de executie

Desenul de executie este un desen definitiv care trebuie sa redea cat mai complet forma piesei in faza finala. Desenul se intocmeste la o anumita scara precizata si trebuie sa respecte normativele STAS-urilor nationale si internationale in vigoare la cele mai recente reglementari.

Desenul de executie trebuie sa furnizeze toate datele necesare executarii piesei reprezentate atat pentru datele geometrice (forma, dimensiuni), cat si pentru datele necesare proceselor tehnologice de fabricatie, ale prescriptiilor tehnice privind precizia formei, a pozitiei reciproce a suprafetelor, a cotelor, a tolerantelor admise, a conditiilor de rugozitate ale suprafetelor si a conditiilor de control final.

Conditiile tehnice specificate in desenul de executie apartinand acestui proiect sunt:

a) Reprezentarea cotelor si a suprafetelor. Suprafetele sunt cilindrice si cu doua suprafete plane, care, pentru a fi mai bine evidentiate s-au reprezentat intr-o vedere auxiliara ,,A" . Desenul nu este supracotat, iar numarul cotelor inscrise pe desen este minim, dar, in acelasi timp, suficient pentru executia si verificarea piesei fara probleme;

b) Reprezentarea rugozitatii. Reprezentarea rugozitatii se face conform standardelor in vigoare. Rugozitatea la cota functionala a arborelui este  de 1,6 microni;

c) Inscrierea tolerantelor . Tolerantele apartin STAS SR EN 20286-1/1997 si SR EN 20286-2/1996 tolerante ce releva conditiile pentru suprafetele functionale Ø35  mm;

d) Inscrierea treptei de toleranta. Treapta de toleranta in care se incadreaza piesa executata este treapta 6;

e) Inscrierea abaterilor. Abaterea bataii circulare frontale fata de suprafata de referinta "A" este de 0,020mm;

f)  Materialul folosit pentru executarea acestei piese este un otel P235GH sonform STAS SR EN 10028-1/2008 (OLC45 conform STAS 880-88);

Compozitia chimica:

C=0,42..0,50%

Mn=0,50.0,80%

S=0,02.0,045%

P= maxim 0,040%

Caracteristici mecanice:

limita la curgere Rp

Rp=500 (N/mm2)

rezistenta la rupere:

Rm=700.850 (N/mm2)

alungirea la rupere:

A5%=14 (min)

gatuirea:

z=30%

duritate Brinell:

nomal : HB=235

recopt : HB=207

b)Verificarea tehnologicitatii piesei

Prin notiunea de tehnologicitate a piesei proiectate se intelege masura optima in care piesa este fabricata, masura optima care tine cont de 2 aspecte:

criteriul de exploatare care este strict legat de latura utilizarii produsului respectiv;

- criteriul de fabricatie care este strict legat de obtinerea produsului finit print-un consum de material cat mai redus, un consum redus de munca (cele doua consumuri reduse asigura un cost minim final al piesei executate).

Se urmareste ca piesa sa poata fi fabricata in timp scurt, sa poata fi prelucrata pe utilaje cu productivitate marita, intr-o organizare optima a procesului de productie.

Niciunul din aspectele mai sus mentionate nu trebuie sa afecteze cerintele de natura tehnico-functionala. Pentru o satisfacere completa a cerintelor tehnico-economice se vor studia atent si succesiv urmatoarele aspecte:

- forma constructiva a piesei;

- posibilitatea utlizarii unor elemente ale piesei ca baze de referinta, baze de fixare sau baze de orientare;

o prescriere adecvata a rugozitatii suprafetelor in functie de cerintele tehnice;

nivelul si conditiile de prelucrabilitate ale semifabricatului.

Analiza formei piesei demonstreaza ca piesa indeplineste cateva conditii ce implica un proces tehnologic favorizat prin:

forme constructive simple (suprafete cilindrice exterioare, suprafete plane exterioare);

existenta posibilitatii utilizarii unor suprafete ca suprafete de fixare si orientare;

suprafetele de prelucrat nu constituie vreo problema cu privire la accesibilitatea sculelor aschietoare sau de gaurire.

Astfel, putem concluziona ca piesa proiectata are o buna tehnologicitate din punct de vedere al fabricatiei, respectand criteriile de ordin functional si cele tehnico-economice mai sus mentionate, cu privire la formele geometrice constructive simple, la accesibilitatea sculelor aschietoare si asimilarii unui proces de fabricatie cu o productivitate marita pentru obtinerea produsului finit.

CAP.2 STABILIREA CARATERULUI PRODUCTIEI

Stabilirea caracterului tipului de productie de face in functie de:

numarul de piese necesar;

masa produsului finit.

Pentru aceasta piesa s-a considerat un volum de productie de 810 piese iar masa relativa a unei piese este de 2,814 Kg.

Atribuirea caracterului de productie (individuala, de serie, sau de masa) se face tinand cont de cele 2 puncte mentionate anterior si in conformitate cu tabelul de mai jos.  

Deoarece piesa face parte din categoria pieselor usoare si este produsa intr-o cantitate de 810 bucati, in conformitate cu tabelul de mai sus, caracterul productiei ce urmeaza a se utiliza este productia de serie mare.

CAP.3 ALEGEREA METODEI SI A PROCEDEULUI DE OBTINERE A

SEMIFABRICATULUI

Alegerea semifabricatului joaca un rol important in procesul de executie al piesei.

Printr-o alegere cat mai corecta de obtinere a semifabricatului (in functie de complexitatea formei geometrice a piesei si de domeniul de exploatare) se poate minimaliza numarul de operatii de prelucrare ce se vor executa pentru aducerea la forma si la caracteristicile finale ale piesei, reducandu-se astfel consumul factorului uman si al energiei. Factorii care influenteaza alegerea semifabricatului sunt:

- complexitatea formei finale;

- conditiile de lucru ale piesei (rezistenta la uzura, coroziune, duritate, ridigidate);

- asigurarea unui numar cat mai mic posibil de operatii tehnologice si a unui adaos de prelucrare mic;

- precizia dimensionala si calitatea suprafetelor functionale;

Piesa proiectata fiind un arbore (forma geometrica foarte apropiata de forma unei bare de sectiune circulara), vom opta pentru alegerea unui semifabricat obtinut dintr-o bara laminata la cald din material P235GH de un diametru de 48mm conform STAS 333-87. Acest tip de semifabricat se obtine in urma procedeului de deformare la cald (sau trase la rece in final pentru o precizie ridicata). Se executa dupa game de dimensiuni si in limitele tolerantelor prescrise in standarde, lucru care impune restrictii corespunzatoare in alegerea lor.

Produsul finit are urmatoarele dimensiuni de gabarit:

- Ø46 x 292 mm

Dimensiunile semifabricatului ales vor fi:

- Ø48 x 296 mm

CAP.4 STABILIREA SUCCESIUNII PRELIMINARE A OPERATIILOR DE

PRELUCRARE

O etapa cu un rol foarte important este etapa de stabilire a structurii procesului tehnologic prin care se stabileste numarul, continutul si succesiunea operatiilor.

Forma finala a piesei finite se poate obtine prin mai multe variante de proces tehnologic, din punct de vedere al stabilirii succesiunii operatiilor, fiecare operatie asigurand conditiile tehnice impuse.

Astfel, daca luam in considerare un proces tehnologic arbitrar, care este alcatuit dintr-un numar de ,,n" operatii, putem aprecia ca exista un acelasi numar ,,n" de variante de procese tehnologice.

Totusi, pentru a stabilii o ordine optima de succesiune a operatiilor, trebuie respectata o ordine a conditiilor tehnologice, numite si restictii tehnologice, care sunt:

- se considera prioritara prelucrarea suprafetelor ce vor deservi drept baze tehnologice la prelucrarea celorlalte suprafete existente, urmarindu-se suprapunerea bazelor tehnologice (BT) cu bazele de cotare (BC);

- numarul de schimburi al bazelor stabilite ca fiind baze tehnologice sa fie minim: (n_BT = min) ;

- executarea operatiilor de degrosare (in cursul carora  se inlatura cea mai mare parte a adaosului de prelucrare), sa aiba loc la inceputul procesului tehnologic de prelucrare;

- descoperirea eventualelor defectelor ascunse ale semifabricatelor in prima sau in primele operatii ;

- suprafetele care au prevazute precizia cea mai ridicata si rugozitatea minima sa se prelucreze ultimele, pentru evitarea deteriorarii suprafetelor prelucrate foarte fin;

- prelucrarea, in ultimele operatii ale procesului tehnologic, a suprafetelor care conduc la reducerea rigiditatii piesei ;

- suprafetele pentru care se impun conditii severe privitoare la precizia pozitiei reciproce intre suprafetele piesei (concentricitate, paralelism, perpendicularitate etc.), sa se prelucreze printr-o singura asezare a piesei pe masina-unealta ;

- stabilirea corecta a tratamentelor termice, daca acestea sunt necesare conform cerintelor prevazute in desenul de executie al piesei, pe parcursul procesului de prelucrare, partial sau numai pe zonele specificate ;

- succesiunea operatiilor sa se realizeze in asa masura incat sa se mentina cat mai mult posibil, aceleasi baze tehnologice la majoritatea operatiilor de prelucrare.

Executarea piesei cu schimbarea continua a bazelor de orientare presupune, in marea majoritate a cazurilor, un indiciu al imperfectiunii procesului tehnologic, deoarece prin aceasta se pot introduce erori de orientare si pozitionare reciproca dintre suprafete, care vor influenta precizia de prelucrare a piesei finite.

Respectand recomandarile stabilite anterior, succesiunea operatiilor de prelucrare a unei piese va fi, in general, urmatoarea :

a) prelucrarea suprafetelor care se identifica ca fiind baze tehnologice si baze de masurare pentru restul operatiilor urmatoare ;

b) prelucrarea de degrosare a suprafetelor principale 

c) prelucrarea de degrosare a suprafetelor secundare ;

d) prelucrarea de finisare a suprafetelor principale ;

e) prelucrarea de finisare a suprafetelor secundare ;

f) tratamentele termice, daca acestea sunt indicate pe desenul de executie al piesei;

g) executarea operatiilor de netezire a suprafetelor principale .

Din punct de vedere al practicii, se observa ca exista cazuri cind se reunesc doua sau mai multe prelucrari diferite intr-o singura operatie (de exemplu, degrosarea si finisarea se pot executa printr-o singura operatie la prelucrarea pieselor din bara pe strunguri automate).

Astfel, pentru piesa proiectata, ordinea succesiunii operatiilor va conform ordinii de mai jos:

1) Debitarea semifabricatului

2) Strunjire - Gaurire - Filetare

- strunjirea fetelor frontale, executarea gaurilor de centrare si strunjirea la Ø46 x 20

-fixarea semifabricatului intre varfuri prin utilizarea gaurilor de centrare si a unei inimi de antrenare

-strunjire de degrosare la Ø30 x 47

-strunjire de degrosare la Ø35 x 225

-strunjire de finisare la Ø35 x 225

-strunjire de finisare la Ø30 x 47

-strunjire tesitura 2,5 x 45˚ la

-strunjire tesitura 2,5 x 45˚ la

-strunjire canal degajare 2mm la

-strunjire canal degajare 1,6mm la

- executare filet M30 x 1,5

3) Frezare - Gaurire

- fixarea piesei in dispozitivul de prindere al mesei masinii de frezat

-prelucrarea celor doua suprafete plane exterioare

-prelucrarea suprafetei plane pe suprafata filetata in vederea realizarii gaurii strapunse la cota de 17mm fata de suprafata frontala

- executarea gaurii strapunse mm pe portiunea filetata la 17mm fata de fata frontala

4) Rectificare

- prinderea piesei intre varfuri

- executarea rectificarii pentru cota functionala si pentru realizarea rugozitatii prescrise

CAP.5 STABILIREA ECHIPAMENTULUI NECESAR (MASINI-UNELTE,

SCULE-DISPOZITIVE-VERIFICATOARE)

La elaborarea proceselor tehnologice de prelucrare a pieselor este necesar sa se tina seama de dotarea si posibilitatile de dotare ale intreprinderii cu utilaje.

Din punct de vedere al utilajelor se deosebesc doua situatii distincte si anume:

proiectarea tehnologiilor in cazul unei intreprinderi noi;

proiectarea tehnologiilor in cazul unei intreprinderi existente.

In primul caz, se impune, ca pe baza analizei tehnico-economice sa se doteze intreprinderea cu utilaje tehnologice cit mai moderne, avind performantele de precizie si productivitatea corespunzatoare realizarii conditiilor tehnice specifice produsului pentru care se proiecteaza tehnologia.

In cel de-al doilea caz, o influenta hotaritoare asupra continutului procesului tehnologic o are utilajul existent. Atunci cind conditiile tehnice si volumul de productie nu pot fi realizate cu utilajul existent, pe baza calculelor tehnico-economice se poate justifica necesitatea procurarii unor utilaje noi sau modernizarea celor existente.

In afara datelor referitoare la masinile-unelte, proiectantul trebuie sa aiba informatii asupra tipului, constructiei si performantelor sculelor aschietoare, dispozitivelor de prindere a semifabricatelor (universale, modulare, speciale), dispozitivelor de prindere a sculelor aschietoare, mijloacelor de control existente sau care pot fi procurate sau executate.

Utilizarea rationala a utilajelor si SDV-urilor existente, reduce cheltuielile si durata pentru pregatirea fabricarii unui produs, precum si costul final al produsului realizat. Pentru alegerea tipurilor si dimensiunilor masinilor unelte ce vor fi alese, trebuie avute in vedere urmatoarele aspecte:

-procedeele de prelucrare ( strunjire, frezare, gaurire, rectificare);

-dimensiunile si formele geometrice ale semifabricatelor prelucrate in raport cu dotarile masinilor-unelte;

-gradul de exploatare;

-caracteristicile tehnice ale masinilor-unelte.

Pentru prelucrarea acestei piese si tinand cont de factorii mentionati anterior s-au ales urmatoarele masini-unelte:

-fierastrau alternativ 827°;

-strung SN400;

-masina de frezat F.U.S.-22;

-masina de rectificat WMW SRA 250x800.

Pentru executarea operatiilor de aschiere se vor folosi urmatoarele scule :

-cutit pentru degrosare (STAS 63311-80, placuta din carbura metalica,P10) ;

-cutit pentru finisare (STAS 63311-80, placuta din carbura metalica,P30);

-cutit pentru canelat (STAS 63311-80, placuta din carbura metalica,P10);

-cutit pentru filetat (STAS 63311-80, placuta din carbura metalica,P10);

-freza cilindro-frontala (STAS 578-76, placuta din carbura metalica,P10) ;

-burghiu de centrare (STAS 1114-73, otel rapid, R_p3

-burghiu elicoidal lung cu coada conica (STAS 575-79, otel rapid, R_p3

-piatra abraziva.

Verificatoarele utilizate:

-subler de exterior (STAS 1373/3-73);

-lera pentru filete (STAS 11772-83);

-rugozimetru portabil Mitutoyo pentru masurarea rugozitatii.

CAP.6 STABILIREA ADAOSULUI DE PRELUCRARE

O deosebita importanta tehnico-economica la elaborarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanica a pieselor o constituie determinarea valorii optime a adaosului de prelucrare, care  trebuie sa fie astfel stabilita incat, in conditii concret stabilite de fabricatie, sa asigure obtinerea preciziei si calitatii prescrise a pieselor, la un cost cat mai mic.

Un adaos de prelucrare prea mare are drept consecinte cresterea consumului de metal, faze si operatii suplimentare, cresterea consumului de scule aschietoare, cresterea consumului de energie electrica si munca fizica etc. In consecinta, piesele finite se obtin la costuri mai ridicate.

Un adaos de prelucrare insuficient nu poate asigura indepartarea completa a unor eventuale defecte aparute in urma prelucrarilor anterioare.

Adaosul de prelucrare este stratul de material care se indeparteaza de o suprafata a piesei in scopul obtinerii suprafetei finite.

Adaosul de prelucrare poate fi de doua feluri:

- total (A_pt ) - care este diferenta dintre dimensiunile semifabricatului si a piesei finite si este suma adaosurilor intermediare;

- intermediar(A_pi ) - care se indeparteaza la executarea unei faze sau operatii.

Adaosurile intermediare pot fi la rindul lor, de degrosare sau de finisare.

Adaosul de degrosare cuprinde cea mai mare parte a adaosului total. Prin indepartarea adaosului de degrosare, semifabricatul este adus la o forma foarte apropiata de piesa finita. Adaosul de finisare este necesar realizarii preciziei prescrise piesei prelucrate. Adaosul de degrosare A_d dat de relatia:

A_d A_STAS a_f

Determinarea adaosurilor de prelucrare se poate stabili prin una din cele doua metode:

a) Metoda experimental-statistica, metoda prin care adaosurile se stabilesc cu ajutorul unor standarde, normative sau tabele alcatuite pe baza experientelor uzinelor si a institutelor de cercetare. Utilizarea acestei metode scurteaza timpul de proiectare tehnologica insa nu prezinta garantia ca adaosurile sunt minime privind conditiile concrete de prelucrare.

b) Metoda de calcul analitic, metoda ce se bazeaza pe analiza factorilor care determina stabilirea adaosului si stabilirea elementelor componente ale acestuia pentru conditiile concrete de efectuare a diferitelor operatii tehnologice. In comparatie cu metoda experimental statistica, aceasta metoda poate reduce conduce la ecenomii de pana la 10-15% din masa neta a piesei.

Pentru piesa proiectata, in conformitate cu ordinea succesiunii operatiilor stabilite anterior si cu metoda experimental statistica, adaosurile de prelucrare sunt prezentate in tabelul 6.1.

Tab. 6.1.

Adaosul de prelucrare este reprezentat in fig. 6.1.  

Fig. 6. 1.

CAP.7 STABILIREA SCHEMELOR DE ORIENTARE A

SEMIFABRICATULUI

Pentru prelucrarea piesei pe masinile unelte utilizate este necesara stabilirea modalitatii de orientare si de fixare a acesteia in vederea unei prelucrari cat mai exacte. Orientarea semifabricatelor pe masinile strung consta in suprapunerea axei sale geometrice peste axa arborelui principal, iar fixarea presupune realizarea strangerii piesei in vederea transmiterii miscarii principale a arborelui principal (rotatie) la semifabricat si centrarea acestuia pe axa de rotatie a arborelui principal.

La masinile de frezat, orientarea semifabricatului se face in raport cu traiectoriile taisului principal al sculei, respectiv, dupa cele trei directii ale sistemului de referinta ale masinii de frezat.

Pentru orientarea piesei tip arbore se utilizeaza urmatoarele scheme de prindere:

-fixarea in universal pentru piese cilindrice lungi prin sistemul de orientare autocentrant, pentru executarea operatiilor de strunjire frontala si realizarea gaurilor de centrare;  

-fixarea intre varfuri, pentru executarea operatiilor de strunjire a suprafetelor cilindrice exterioare si a operatiei de filetare; 

-in dispozitive de orientare si fixare pe masa masinii de frezat pentru frezarea suprafetelor plane exterioare si pentru executarea gaurii de Ø6,3mm la distanta de 17 mm fata de suprafata frontala in zona filetata;   

-prinderea intre varfuri pe masina de rectificat in vederea prelucrarii suprafetelor functionale ale arborelui si de a obtine calitatea suprafetei prescrise conform desenului de executie.

CAP.8 CALCULUL PARAMETRILOR REGIMULUI DE ASCHIERE

Procesele tehnologice de prelucrare mecanica prin aschiere trebuie sa indeplineasca conditiile de asigurare a unui cost minim si a unei productivitati ridicate. Aceste doua aspecte, in general sunt in contradictoriu, fapt pentru care parametrii regimului de aschiere (viteza de aschiere, avansul sculei aschietoare si adancimea de aschiere) care satisfac intr-o masura cat mai buna ambele cerinte vor forma regimul optim de aschiere.

La operatia de degrosare este ideala inlaturarea adaosului de prelucrare printr-un numar cat mai mic de treceri succesive. Adancimea de aschiere se va calcula cu relatia:

   [mm] ; unde "A_c" reprezinta adaosul de prelucrare calculat iar "i" reprezinta numarul de treceri.

Marimea adaosului de prelucrare este limitat de puterea masinii-unelte, de rezistenta mecanismului de avans si de momentul de torsiune admis la arborele principal. Astfel, valorile uzuale ale adancimi de aschiere la degrosare au valori cuprinse intre 2-5mm (strunguri normale) si intre 20-25mm la prelucrarile pe strungurile carusel.

Adancimea de aschiere specifica operatiilor de finisare se alege egala cu valoarea adaosului de prelucrare intermediar calculat, si poate avea valori cuprinse intre 0,2-2mm pentru R_a ≥5,3 si 0,1-0,4 pentru R_a

Stabilirea avansului de aschiere la operatiile de prelucrare prin strunjire se face tinand cont de rezistenta corpului sculei aschietoare, de rezistenta placutei de carbura metalica, de rezistenta mecanismului de avans, de momentul de torsiune admis al arborelui principal, de rigiditatea piesei de prelucrat si a msinii unelte, de precizia prescrisa si de calitatea suprafetei prelucrate.

Viteza de aschiere este practic cel mai important factor al regimului de aschiere deoarece de aceasta depinde productivitatea unei operatii de strunjire. Se va urmari stabilirea unei concordante intre adancimea de aschiere si avansul de aschiere la operatiile de degrosare, pentru o productivitate marita.

Alegerea vitezei optime pentru o operatie anume se face tinand cont de :

-productivitate marita;

-durabilitate maxima a sculei aschietoare;

-pret de prelucrare al pieselor cat mai mic.

Stabilirea vitezei de aschiere se poate realiza prin 2 metode:

-practica (metoda vitezei comparative, pana la degradarea sculei aschietoare)

-teoretica (calculul vitezei de aschiere cunoscandu-se avansul, durabilitatea si adancimea de aschiere)

Pentru calculul vitezei optime de ascheire, se va utiliza urmatoarea formula de calcul:

unde : v - viteza de aschiere; C_v - coeficient ce depinde de caracteristicile materialului prelucrat si ale materialului sculei aschietoare; T - durabilitatea sculei aschietoare (min); m - exponentul durabilitatii; t - adncimea de aschiere (mm); s - avansul (mm/rot); HB - durabilitatea materialului prelucrat (Brinell); x_v si y_v exponentii adancimii de aschiere si ai avansului; n - exponentul duritatii materialului prelucrat; k₁ k₅ - coeficienti care tin cont de conditiile de achiere.

Parametrii de aschiere, pentru piesa analizata, in conformitate cu succesiunea operatiilor de prelucrare se vor stabili in cele ce urmeaza.

a) Strunjire degrosare frontala pentru Ø48

C_v = ; = ; = ; HB = 235;

k = 0,86; k = 1; k = 1; k = 1; k = 1,12; n = 1,75

v = 119,92 [m/min]

n795,67[rot/min]

115,3[m/min]

; 4%

b)    Strunjire finisare frontala pentru Ø48

C_v = ; = ; = ; HB = 235;

k = 0,86; k = 1; k = 1; k = 1; k = 1,12; n = 1,75

v = 145,61 [m/min]

n966[rot/min]

143,93[m/min]

; 1,1%

c) Strunjire degrosare Ø30,9

C_v ; = ; = ; = ; HB = 235;

k = 0,86; k = 1; k = 1; k = 1; k = 1,12; n = 1,75

v = 89,01 [m/min]

n590,06[rot/min]

87,41[m/min]

; 1,8%

Pentru prelucrarile de degrosare ale semifabricatului pe dimensiunile de Ø47 si Ø36, in urma calculelor efectuate si datorita diferentelor mici ale vitezei de aschiere, se va opta pentru aceiasi turatie a axului principal a strungului.

d)    Strunjire finisare Ø30

C_v = ; = ; = ; HB = 235;

k = 0,86; k = 1; k = 1; k = 1; k = 1,12; n = 1,75

v = 184,52 [m/min]

n1224,28[rot/min]

180,86[m/min]

; 1,9%

Pentru prelucrarile de finisare ale semifabricatului pe dimensiunile de Ø46 si Ø35, in urma calculelor efectuate si datorita diferentelor mici ale vitezei de aschiere, se va opta pentru aceiasi turatie a axului principal a strungului.

e) Filetare Ø30

K_v = K_m * K_ms * K_p = 0,66

K_m = K = 0,88

C_v = ; = ; = ; R_m

v = 55,03 [m/min]

n584,22[rot/min]

54,63[m/min]

; 0,7%

f)  Frezare degrosare

v = 6,57 [m/min]

n174,36[rot/min],=>n=160;

=>n=

6,4[m/min]

6,02[m/min]

6,1 , unde :

viteza de avans a frezei

avansul pe rotatie al frezei

avansul pe dinte al frezei

numarul de dinti al frezei

turatia axului principal al frezei

g) Frezare finisare

v = 7,62 [m/min]

n202,22[rot/min] =>n=200; =>n*200*0,04

8[m/min]

7,53[m/min]

; 1,1

h)    Gaurire Ø6,3

s= 0,045 [mm/rot];

C_s=0,024kmvk

D=6,3

K_s K_l K K_g

v = 7,95 [m/min]

n402,2[rot/min]

9,9[m/min]

;

i)  Rectificare degrosare

La operatia de rectificare, valorile vitezei de aschiere se aleg din tabele, calculandu-se viteza de rotatie a piesei, prin metoda avansului longitudinal.

v = 21-31,5 m/min, pentru piese din otel

v_p

v_p = 25,96[m/min] ; unde

d-diametrul piesei,

T-durabilitatea discului abraziv,

k_vt-coeficient de corectie in functie de durabilitatea discului abraziv,  

k_vb-coeficient de corectie in functie de latimea discului abraziv,  

ß-avansul longitudinal in fractiuni din latimea discului abraziv.  

j) Rectificare finisare

v = 31,5-40 m/min, pentru piese din otel

v_p

v_p = 5,83[m/min] ,unde:

d-diametrul piesei,

T-durabilitatea discului abraziv,

k_vt-coeficient de corectie in functie de durabilitatea discului abraziv,  

k_vb-coeficient de corectie in functie de latimea discului abraziv,  

ß-avansul longitudinal in fractiuni din latimea discului abraziv.  

CAP.9 CALCULUL NORMEI TEHNICE DE TIMP

La proiectarea proceselor tehnologice, pentru obtinerea unei eficiente economice maxime, trebuie sa se realizeze consumuri de timp minime, atat pentru fiecare operatie cat si pentru totalitatea operatiilor de prelucrare ale unei piese, fapt pentru care este necesar desfasurarea unui proces de prelucrare in baza unei munci normate.

Norma de munca este cantitatea de munca stabilita unui executant calificat corespunzator, intr-un ritm normal de timp, pentru efectuarea unei lucrari, operatii sau serviciu. Se deosebesc:

a) N_t - norma de timp; - pentru efectuarea unei unitati de produs pentru un executant

b) N_p - norma de productie; - cantitatea de produse sau lucrari stabilita a se efectua intr-o unitate de timp de catre un executant

Relatia dintre cele 2 norme este:

Structura normei tehnice de timp este prezentata in schita de mai jos,

unde:

T_op - timpul operativ(efectiv), este timpul format din timpul de baza (T_b )si timpul auxiliar( T_a

T_op T_b T_a ;

T_b - timpul de baza, este timpul in care au loc modificarile cantitative si calitative ale produsului si transformarea semifabricatului in piesa finita;

T_a - timpul auxiliar, este timpul in care nu se realizeaza prelucrari ale semifabricatului fiind alcatuit din timpii necesari prinderii, desprinderii, reglare, schimbarea sculei, masuratori, masuratori de control, etc. ;

T_dl - timpul de deservire tehnica a locului de munca, compus din T_dt (timp de deservire tehnica atribuit ungerii unor organe ale masinii, reglajelor constructive, ascutirea si schimbarea sculelor) si

T_do ( timpul de deservire organizatorica atribuit organizarii si intretinerii locului de munca, respectiv predarii schimbului de lucru, predarii pieselor, curatirea si ungerea utilajului) ;

T_ir - timpul de intreruperi reglementare, compus din T_on (timpul de odihna si necesitati firesti) si T_to (timpul pentru intreruperi tehnologice si organizatorice, rezervat reglarii periodice a utilajelor, inlocuirea unor matreiale tehnologice uzate, etc).

Norma tehnica de timp pune in evidenta utilizarea corecta a fortei de munca si conditiilor de dotare din intreprindere. Ea poate fi determinata prin urmatoarele metode:

a) metoda analitica, determinata prin calcul analitic si prin aproximari procentuale;

b) metoda cronometrarii, determinata prin cronometrarea timpilor care se repeta ciclic in cadrul unei operatii;

c) metoda statistica, determinata prin insumarea algebrica a unor timpi elementari acordati anterior la desfasurarea unei operatii, faze sau miscari elementare;

d) metoda similitudinii (comparativa), consta in determinarea normei de timp a unei piese, avand la baza norma tehnica de timp a altei piese asemanatoare, dar de dimensiuni diferite.

Pentru piesa analizata se va folosi metoda de calcul analitic pentru determinarea normei tehnice de timp a fiecarei operatii sau faza, in raport cu succesiunea operatiilor stabilita in cap. 4. Pentru fiecare operatie se va utiliza relatia:

;in care:

n-numarul de piese din lot;

T_u - timpul unitar;

T_b - se calculeaza prin relatiile:

, pentru operatiile de strunjire frontala si cilindrice exterioare

, pentru operatiile de frezare a suprafetelor plane.

Valorile celorlalti timpi sunt alese din tabele in conformitate cu operatia executata.

Normele de timp calculate pentru prelucrarea piesei analizate, in functie de faza de prelucrare, sunt prezentate in tabelul 9.1.

Tab. 9. 1

N_t=61,56 min

CAP.10 TRATAMENTE TERMICE

Acest tratament se aplica otelurilor deformate plastic la rece in scopul refacerii structurii deformate , eliminarii tensiunilor interne, modificarii caracteristicilor mecanice si formarii unei noi generatii de graunti.

Duritatea precum si alte caracteristici mecanice sau tehnologice, in cazul otelurilor nealiate, pot fi realizate controlandu-se cantitatea, dimensiunea, forma si distributia cementitei (Fe C ) in structura.

Proportional cu cresterea cementitei creste continutul de carbon, duritatea si rezistenta mecanicala rupere, cea din urma crescand pana la un anumit punct. Forma si distributia cementitei in oteluri este strict legata de regimul de racire ( viteza de racire). Daca racirea din domeniul austenitei este lenta, perlita este grosolana ( recoacere completa). O racire rapida duce la obtinerea unei perlite fine (sorbitice), tratament care poarta numele de normalizare.

Pentru a obtine o perioada cat mai mare de lucru al acestei piese (duritate ridicata in zonele functionale), se va aplica un tratament termic, dupa tratamentul de normalizare, tratament de imbunatatire care consta intr-o calire la C cu racire in apa o revenire medie C cu o racire in aer.

CAP.11 ELABORAREA DOCUMENTATIEI TEHNOLOGICE

Documentatia tehnologica serveste la punerea in aplicare a procesului tehnologic de prelucrare proiectat. Aceasta se stabileste in functie de caracterul productiei, de tipul piesei prelucrate, de dotarea cu masini-unelte si SDV-uri, etc. Ea poate fi: fisa tehnologica, plan de operatii sau fisa de reglare. Planul de operatii reprezinta sinteza unui proces tehnologic detaliat in cele mai mici amanunte si ofera executantului toate informatiile necesare prelucrarii piesei la parametrii de calitate si precizie prescrisi.

Pentru piesa analizata documentatia tehnologica s-a intocmit sub forma de plan de operatii si este prezentata in cele ce urmeaza.

PLANUL DE OPERATII - al procesului tehnologic de prelucrare pentru reperul ARBORE CU FILET

CAP.12 CONCLUZII

Tehnologia de prelucrare a piesei analizate se poate desfasura in conditii normale de lucru si poate fi asimilata unui proces de fabricatie cu o productivitate ridicata. Astfel, putem observa ca semifabricatul nu constituie o dificultate in vederea obtinerii.

Totodata piesa analizata nu prezinta conditii tehnice foarte complicate si nici necesitatea confectionarii de dizpozitive speciale deprindere in scopul prelucrarii sale mecanice, operatii de prelucrare ce se pot executa cu dispozitivele existente din dotarea masinilor unelte.

Pentru prelucrarea piesei analizate s-a constatat un necesar de patru masini unelte si anume un fierastrau alternativ, un strung normal, o masina de frezat si o masina de rectificat.

Calculul rezultat timpului necesar executiei unei piese este de 61,56 minute.