Proiect laminare semifabricat

I. STUDIUL TEHNIC

1. Date privind tehnologia semifabricatului.

1.1.Date asupra materialului semifabricatului (compozitie chimica, proprietati fizice, proprietati mecanice).

materialul folosit pentru executia piesei este OLC 45, STAS 880-88 si va trebui sa posede certificat de calitate cu indicarea valorii pentru toate caracteristicile mecanice, chimice, tratamente termice, etc.

s-a utilizat OLC 45 pentru ca este un otel indicat pentru confectionarea acestui tip de piese avand rezistenta mecanica si o prelucrabilitate prin aschiere forte buna, cu urmatoarele caracteristici :

● compozitie chimica

C= 0,42 . 0,50 %

Mn= 0,50 . 0,80 %

S= 0,020 . 0,045 %

P= max. 0,040

Si= 0,17 . 0,37 %

Al= 0,020 . 0,045 %

Cr= max. 0,30 %

Ni= max. 0,30 %

Cu= 0,30 %

As= 0,05 %

● proprietati fizico-mecanice:

- calire, revenire

- limita de curgere: R_p0,2=500 [N/mm²]

- rezistenta la rupere: σ_r= 700 . 850 [N/mm²]

- alungirea la rupere: A₅= 14%

- gatuirea: Z=30%

- duritatea Brinell: normal: 235 HB, recopt: 207 HB

- rezilienta: KGU 30/2=6

- marcare: albastru-negru

- rezistente admisibile:

σ_at - intindere= 120 N/mm²- nenormalizat

σ_at - intindere= 140 N/mm²- imbunatatit

σ_ac - compresiune= 120 N/mm² - normalizat

σ_ac - compresiune= 140 N/mm² - imbunatatit

σ_ai - incovoiere= 130 N/mm² - normalizat

σ_ai - compresiune= 160 N/mm² - imbunatatit

τ_af - forfecare= 110 N/mm² - normalizat

τ_af - forfecare= 140 N/mm² - imbunatatit

τ_at - torsiune= 100 N/mm² - normalizat

τ_at - torsiune= 130 N/mm² - imbunatatire

1.2. Stabilirea metodei si a procedeului economic de obtinere a semifabricatului.

Semifabricatul se obtine prin laminare.

LAMINAREA

Laminarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastica la cald sau la rece, realizat prin trecerea fortata a materialului prin spatiul dintre doi cilindri care se rotesc in sensuri contrare sau in acelasi sens.

Ca semifabricate initiale se folosesc: lingouri obisnuite sau blocuri, produse laminate in prealabil etc., rezultand produse cu aplicabilitate mai larga, dintre care: bare de diverse dimensiuni si sectiuni, profile cu configuratie simpla sau complexa, table si benzi, tevi si sarme, produse speciale.

Notarea otelului rotund se face prin indicarea denumirii (simbolul ) si a diametrului conform STAS 333-77 si a marcii otelului din standardul respectiv separata printr-o linie oblica

2. Proces tehnologic tip pentru acest tip de reper;

3. Proiectarea procesului

OPERATIA NR. 1 Debitare

OPERATIA NR. 2 A) Frezare frontala a suprafetelor S2 si S10

B) Strunjire frontala a suprafetelor S2 si S10

OPERATIA NR. 3 Strunjire longitudinala

OPERATIA NR. 4 Gaurire S3

OPERATIA NR .5 Strunjire int. S3

OPERATIA NR. 6 Tesire S1, S7

OPERATIA NR. 7 Frezare S5, S8

OPERATIA NR. 8 Control intermediar

OPERATIA NR. 9 Gaurire S6, S9

OPERATIA NR. 10 Rectificare S3

OPERATIA NR. 11 Control final

OPERATIA NR. 2 Frezare de degrosare (varianta 1)

Faze Prindere semifabricat

Strunjire frontala

Intoarcere semifabricat

Strunjire frontala

Desprindere semifabricat

Masina unealta: FU32

Gama de avansuri [ mm/min ]

23,5 30 37,5 60 75 95 118 150

235 300 375 475 600 750 950

Gama de turatii [ rot/min ]

30 37,5 47,5 60 75 95 118 150 190

300 375 475 600 750 950 1180 1500

Puterea motorului: 7,5 kW

Dimensiunile si cursele mesei:

Dimensiunea mesei: 230 X 1325 mm

Cursa de lucru longitudinala: 900 mm

Cursa de lucru transversala: 230 mm

Cursa de lucru verticala: 350 mm

Scula aschietoare: Freza 60 X 75° STAS 1684-67

Dispozitivul de prindere al semifabricatului:

Semifabricatul se prinde pe masa masinii, prin fixare cu suruburi si placi.

Dispozitivul de prindere al sculei aschietoare:

Freza se prinde in alezajul conic MORSE 4 al masinii unelte folosind 2 reductii:

Reductie 4/2 STAS 252-80 si Reductie 2/1 STAS 252-80.

Mijlocul de control:

Subler STAS 1373/2-73 (domeniul de masurare: 0 - 250 mm; valoarea diviziunii: 1 mm; precizia de masurare: 0,1 mm).

Adaosul de prelucrare:

Vom lua adaosul de prelucrare A_t = 2 mm

Regimul de aschiere:

Adancimea de aschiere:

t = A_t t = 2 mm

Viteza de aschiere:

B23 vol. I pag. 546 tab. 14.21

D = diametrul frezei ( 60 mm )

T = durabilitatea economica a sculei ( 180 min ) pag. 539 tab 14.13

t = adancimea de aschiere ( 2 mm )

s_d = avansul pe dinte ( 0,15 mm/dinte ) pag. 529 tab 14.4

t_l = lungimea de contact ( 60 mm )

K_v = coeficient de corectie al vitezei ( 0,99 ) pag. 545 rel. 14.26

Turatia motorului masinii unelte:

Din gama de turatii a masinii unelte alegem: n_MU = 600 rot/min

 

Din gama avansuri a masinii unelte alegem: v_{f MU} = 475 mm/min

Viteza de aschiere reala si avansul pe dinte real:

Forta principala de aschiere la frezare:

B23 vol. I pag. 530 rel. 14.7

B23 vol. I pag. 531 tab. 14.7

Puterea efectiva la frezare este:

Metoda de reglare a sculei la cota:

Reglajul se face prin aschii (treceri) de proba la primele piese, apoi se lucreaza cu sistemul reglat la cota.

Norma tehnica de timp:

B11 pag. 343 cap. 12.1

t_n = timpul normat pe operatie [min]

t_pi = timpul de pregatire - incheiere [min]

t_b = timpul de baza sau de masina [min]

t_a = timpul auxiliar sau ajutator [min]

t_dt = timpul de deservire tehnica [min]

t_do = timpul de deservire organizatorica [min]

t_on = timpul de odihna si necesitati firesti [min]

t_pi = 18 +2,5 + 9 + 1 = 30,5 min

Lungimea de frezat:

l = 60 mm

t_a = t_a1 + t_a2 + t_a3 + t_a4 + t_a5 = 1,2 + 1,65 + 0,15 + 0,8 + 0,12 = 3,92 min

t_a1 = timp ajutator pentru prinderea - desprinderea piesei

t_a2 = timp ajutator pentru comanda masinii unelte

t_a3 = timp ajutator pentru masurari la luarea aschiilor de proba

t_a4 = timp ajutator pentru evacuarea aschiilor

t_a5 = timp ajutator pentru masurari de control

t_dt = 5,5% · t_b = · 1,49 = 0,08 min

t_do = 1,2% · ( t_b + t_a ) = · ( 1,49 + 3,92 ) = 0,06 min

t_on = 3% · ( t_b + t_a ) = · ( 1,49 + 3,92 ) = 0,16 min

OPERATIA NR.2 Strunjire frontala Varianta 2

Faze Prindere semifabricat

Strunjire frontala

Intoarcere semifabricat

Strunjire frontala

Desprindere semifabricat

Masina unealta: SN320

Gama de avansuri normale [ mm/min ]

0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09

0,11 0,12 0,13 0,14 0,16 0,20

0,28 0,36 0,44

Gama de avansuri marite [ mm/min ]

0,64 0,80 0,96 1,12 1,28 1,44

1,76 1,92 2,24 2,52

Gama de turatii [ rot/min ]

40 50 63 80 100 125

200 250 315 400 500 630

1200 1600

Puterea motorului: 3 kW

Scula aschietoare: Cutit 25 X 25 STAS 6382-80 / K20

Dispozitivul de prindere al semifabricatului:

Semifabricatul se prinde in universal.

Dispozitivul de prindere al sculei aschietoare:

Cutitul se prinde in suportul port-cutit al masinii.

Mijlocul de control:

Subler STAS 1373/2-73 (domeniul de masurare: 0 - 250 mm; valoarea diviziunii: 1 mm; precizia de masurare: 0,1 mm).

Adaosul de prelucrare:

Adaosul total de prelucrare: A_t = 2  mm

Regimul de aschiere:

Adancimea de aschiere: t = 2 mm

Viteza de aschiere:

B23 vol. II pag. 69 rel. 17.2

K = coeficient de corectie al vitezei de aschiere ( 300 ) pag. 74 tab 17.14

x = exponent al adancimii de aschiere, t ( x = 0,15 ) pag. 74 tab 17.14

y = exponent al avansului de lucru, s ( y = 0,4 ) pag. 74 tab 17.14

w = exponent al duritatii fontei, w ( w = 1,25 ) pag. 74 tab 17.14

t = adancimea de aschiere ( 2 mm )

s = avansul de lucru ( 0,72 mm/rot ) pag. 72 tab. 17.11

HB = duritatea Brinell a materialului ( HB = 235 )

K_vT = coeficient de corectie al vitezei de aschiere ( 1 ) pag. 69 rel. 17.3

K_G = coeficient de corectie al vitezei de aschiere ( 0,8 ) pag. 71 tab 17.9

Viteza de aschiere:

Turatia motorului masinii unelte:

Din gama de turatii a masinii unelte alegem: n_MU = 630 rot/min

Viteza de avans tangential:

v_r = n · s = 630 · 0,72 = 453,6 mm/min v_{r MU} = 440 mm/min

Viteza de aschiere reala si avansul de lucru real:

Puterea efectiva la strunjirea cilindrica:

B23 vol. II pag. 70 rel. 17.4

K = coeficient de corectie al puterii la aschiere ( 0,016 ) pag. 75 tab 17.15

x = exponent al adancimii de aschiere, t ( x = 1 )    pag. 75 tab 17.15

y = exponent al vitezei de aschiere, v ( y = 1 )    pag. 75 tab 17.15

z = exponent al avansului de lucru, s ( z = 0,75 ) pag. 75 tab 17.15

w = exponent al duritatii fontei, w ( w = 0,4 ) pag. 75 tab 17.15

v = viteza de aschiere ( 158,3 m/min )

t = adancimea de aschiere ( 1,5 mm )

s = avansul de lucru ( 0,698 mm/rot )

HB = duritatea Brinell a fontei ( HB = 195 )

Metoda de reglare a sculei la cota:

Reglarea sculelor la cota se va face dupa piesa de proba.

Norma tehnica de timp:

t_n = timpul normat pe operatie [min]

t_pi = timpul de pregatire - incheiere [min]

t_b = timpul de baza sau de masina [min]

t_a = timpul auxiliar sau ajutator [min]

t_dt = timpul de deservire tehnica [min]

t_do = timpul de deservire organizatorica [min]

t_on = timpul de odihna si necesitati firesti [min]

t_pi = 15 +11 + 2 = 27,6 min

Lungimea de strunjit:

l = 26,5 mm

Lungimea de patrundere (intrare) a sculei:

Lungimea de depasire (iesire) a sculei:

t_a = t_a1 + t_a2 + t_a3 + t_a4 = 1,2 + 1,65 + 1,1 + 0,22 = 4,47 min

t_a1 = timp ajutator pentru prinderea - desprinderea piesei

t_a2 = timp ajutator pentru comanda masinii unelte

t_a3 = timp ajutator pentru manuiri legate de faza

t_a4 = timp ajutator pentru masurari de control

t_dt = 3% · t_b = · 1,06 = 0,07 min

t_do = 1,2% · ( t_b + t_a ) = · ( 1,06 + 4,47 ) = 0,08 min

t_on = 3% · ( t_b + t_a ) = · ( 1,06 + 4,47 ) = 0,2 min

OPERATIA NR. 3 Strunjire long.

OPERATIA NR. 4 Gaurire S3

OPERATIA NR .5 Strunjire int. S3

OPERATIA NR. 6 Tesire S1, S7

OPERATIA NR. 7 Frezare S5, S8

OPERATIA NR. 9 Gaurire S6, S9

OPERATIA NR. 10 Rectificare S3

II. STUDIUL ECONOMIC

1. Caracterul productiei.

Stabilirea caracterului productiei se face pe baza coeficientului sistemului de productie:

unde: si

R - ritmul de fabricatie [min/buc];

T_d - fondul de timp disponibil pe an [ore];

N - productia anuala [buc/an];

h - numarul de ore pe schimb [ore];

i - numarul de schimburi pe zi;

z - numarul zilelor lucratoare pe an.

ore;

min/buc;

2. Calculul lotului optim.

Lotului optim se calculeaza cu formula:

N_l - programa anuala totala de fabricatie, inclusiv piesele de schimb,

pisele de siguranta, rebuturile [buc];

D - cheltuieli dependente de lotul de fabricatie [lei/lot];

C_m - costul semifabricatului pana la inceperea fabricarii [lei];

A^' - chetuieli independente de marirea lotului de fabricatie [lei];

t - numarul de loturi aflate simultan in prelucrare (t

e - pierderea suportata de economia nationala (e

Programa anuala totala de fabricatie:

[buc]

b - procentul de rebuturi (b

N - programa anuala planificata [buc];

N_s - numarul pieselor de schimb [buc];

N_sg - numarul pieselor de siguranta [buc];

N_s+N_sg = 0,1·N (se poate lua 10%·N).

Cheltuieli dependente de lotul optim de fabricatie:

D = D₁+D₂ [lei/lot]

D₁ = cheltuieli cu pregatirea - incheierea fabricatiei si pregatirea

administrativa a lansarii lotului:

 [lei/lot]

p - regia generala a intreprinderii [%] (p = 150 . 450 %);

i - numarul operatiilor active ale procesului tehnologic;

t_pii - timpul de pregatire-incheiere pentru operatia i [min];

r_mi - retributia orara de incadrare a lucrarii [lei/ora].

( gaurire: 11.500/ora; strunjire: 12.500 lei/ora;

frezare: 13.500 lei/ora; rectificare: 15.000 lei/ora )

m_i - numarul de masini unelte necesare realizarii operatiei i;

-

D₂ = cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelor:

[lei/lot]

t_pii - timpul de pregatire-incheiere pentru operatia i [min];

m_i - numarul de masini unelte necesare realizarii operatiei i;

i - numarul operatiilor active ale procesului tehnologic;

a_i - costul unei ore de functionare si intretinere a utilajului la operatia i [lei/ora].

( se va lua aproximativ 10.000 lei/ora )

D = D₁ + D₂ = 1.396.820 + 36.966 = 1.403.786 lei/lot

Costul semifabricatului pana la inceperea fabricarii:

C_m = G_sf p_c [lei]

p_c = pretul de cost al unui kg de material [lei];

G_sf = masa semifabricatului [kg].

C_m = 0,9 9000 = 8.100 lei

Chetuieli independente de marimea lotului de fabricatie:

[lei]

t_ui - timpul unitar pentru operatia i [min].

Inlocuind cu valorile numerice corespunzatoare se obtine :

3. Calcule economice justificative pentru adoptarea variantelor economice.

Costul unei operatii i, a unui produs tehnologic pentru x piese, se poate determina cu relatia:

[lei]

C_x = costul prelucrarii operatiei pentru x piese [lei];

A = cheltuieli curente pentru o piesa [lei/buc];

B = cheltuieli speciale pentru operatia respectiva [lei];

Cheltuielile curente pentru o piesa:

[lei]

Costul semifabricatului:

A₁ = C_m = 22.400 lei

Costul manoperei pentru o piesa, la operatia i:

Cheltuieli indirecte de sector (regie):

Cheltuieli indirecte generale pentru servicii tehnico-administrative:

Costul exploatarii masinii-unelte:

Chetuielile speciale se calculeaza cu relatia :

 [lei/productie anuala de fabricatie]

C_{DPSf, DPSc, Sc, V} = costul DPSf, al DPSc, al Sc si al V, special proiectate [lei]

C₁ = rata anuala de amortizare (50% in 2 ani; 100% intr-un an);

C₂ = cota de intretinere (20 . 30%);

Calcul economic justificativ pentru OPERATIA 2:

C = A·x + B [lei]

A = A₁ + A₂ + A₃ + A₄ + A₅ [lei]

A_A = 34790 lei

A_B = 34934 lei

C_A = 34.790·x + 135.000

C_B = 34.934·x + 135.000

Economia anuala realizata prin aplicarea variantei A:

E = C_B - C_A   pentru x = 20.000 buc.

E = (34.934·20.000 + 135.000) - (34.790·20.000 + 135.000) = 2.878.300 lei

C

[lei]

Var. B

Var. A

x [buc]