Proiectarea procesului tehnologic de prelucrare a piesei: Roata de curea

I. Analiza constructiv-functionala a piesei

Transmiterea energiei de la un arbore motor la un arbore condus se poate realiza pe baza frecarii dintre un element intermediar, fara sfarsit numit curea si rotile de curea montate pe cei doi arbori.

Pentru a realiza forta de frecare, se asigura o tensionare initiala a curelei pe rotile de curea.

Avantajele transmisiei prin curele sunt: posibilitatea transmiterii miscarii de rotatie si a puterii la distanta, functionarea lina, fara zgomot, amortizarea socurilor, protectia contra suprasarcinilor, posibilitatea de functionare la turatii mari.

Printre dezavantaje se enumera: gabaritul mare, raport de transmitere variabil ca urmare a alunecarii curelei pe roti, forte mari pe arbori, necesitatea dispozitivelor de intindere a curelei.

La transmisiile cu curea trapezoidala, fetele de lucru sunt flancurile laterale ale sectiunii curelei. Ca urmare a formei trapezoidale a sectiunii curelei, intervine efectul de pana care contribuie la crestere apreciabila a frecarii si deci a portantei transmisiei prin curele trapezoidale.

Rotile de curea trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii: sa fie usoare, bine echilibrate, montate centric pe arbore, sa asigure o aderenta buna si sa nu uzeze cureaua. Materialele utilizate pentru constructia rotilor de curea sunt: otelurile, fonta turnata, aluminiu, materiale plastice, lemn sau carton presat.

Rotile de curea au forma constructiva determinata de tipul transmisiei. Forma si dimensiunea rotilor, forma canalelor pentru curea trapezoidala sunt functie de tipul curelei. Rotile pot fi de constructie monobloc sau de constructie sudata, cu discuri stantate la diametre mai mari de 300 mm.

Asigurarea bunei comportari in exploatare a rotilor de curea impune o serie de conditii de precizie, calitate a suprafetei si calitatea materialului. Precizia ridicata se impune in primul rand suprafetelor flancurilor laterale a canalului trapezoidal si a suprafeti ce formeaza ajustaj cu suprafata arborelui si determina buna functionare a intregului ansamblu.

Astfel precizia de executie a dimensiunilor diametrale ale suprafetelor importante corespunde claselor de precizie 6-7 ISO. Erorile de pozitie se refera la coaxialitatea suprafetelor cilindrice importante, perpendicularitatea fata de axa a suprafetelor frontale. Valorile admisibile ale acestor erori sunt in general mici pentru suprafetele importante ale rotilor.

Rugozitatea impusa suprafetelor ce formeaza ajustaje cu arborele este cuprinsa intre limitele R_a 1.6-3.2mm.

Procesul tehnologic de prelucrare mecanica prin aschiere a pieselor este influentat in mare masura de felul semifabricatelor alese pentru executarea pieselor.

La alegerea semifabricatului trebuie sa se tina seama de:

-forma, dimensiunile si masa piesei;

-destinatia piesei, materialul si conditiile de functionare;

-volumul poductiei;

-existenta utilajelor pentru producerea semifabricatului.

Alegerea semifabricatului se face avandu-se in vedere una din urmatoarele posibilitati:

-sa se utilizeze un semifabricat cat mai aproape de forma, dimensiunile si rugozitatea suprafetei piesei finite;

-sa se utilizeze un semifabricat cu un grad mai mic de apropiere de piesa finita. Aceasta va fi mai ieftin insa necesita cheltuieli ulterioare mai mari pentru a-l transforma in piesa finita.

Asupra alegerii procedeului de semifabricare influenteaza de asemenea durata necesara pentru pregatirea echipamentului tehnologic, existenta utilajului tehnologic corespunzator pentru semifabricare si gradul de automatizare dorit al procesului.

Piesa de prelucrat face parte din clasa rotilor de curea trapezoidala de constructie monobloc. La aceasta piesa suprafetele principale sunt suprafetele flancurilor laterale a canalelor trapezoidale precum si cota F= 60 h7 (^+0,030₀) mm cu care se monteaza pe arbore

Procedeul de elaborare a semifabricatului va fi laminare la cald. Avand in vedere productia de serie mica, pentru executia piesei se poate utiliza un semifabricat din bara rotunda, chiar daca nu are forma apropiata de forma si dimensiunile piesei finite. Procedeul va fi mai ieftin, decat obtinerea semifabricatului in varianta forjata sau turnata.

Materialul va fi otel carbon OL 52.2, ce se recomanda pentru piese de masini supuse la solicitari mari precum si pentru piese care trebuie sa aiba o duritate naturala (fara tratament termic), cum sunt rotile de curea, roti dintate putin solicitate, arbori, bolturi.

Cota de F = 100mm ca si lungime este cota libera, toate cotarile au fost facute de la capetele piesei spre aceasta suprafata, deci cotarea piesei este tehnologica.

II. Calculul adaosului de prelucrare

a. Generalitati

Pentru obtinerea pieselor de masini si utilaje cu precizia necesara si calitatea suprafetelor impuse de conditiile functionale si de estetica industriala este necesar, de cele mai multe ori, ca de pe semifabricat sa se indeparteze prin aschiere un strat de material denumit adaos de prelucrare.

Stabilirea corecta a marimii adaosului de prelucrare este o problema deosebit de importanta, din punct de vedere tehnic si economic, pentru tehnologia de elaborare a semifabricatului insusi si mai ales pentru tehnologia de prelucrare ulterioara a acestuia. Alegerea procedeului de prelucrare se face de regula tinandu-se seama, printre altele, de marimea adaosului de prelucrare si de marimea semifabricatului.

Marimea adaosurilor de prelucrare trebuie sa fie astfel stabilita incat, in conditiile concrete ale fabricatiei considerate, sa se asigure realizarea pieselor in tolerantele prescrise si la un cost de prelucrare convenabil.

Marimea adaosului de prelucrare depinde si de procedeul prin care a fost obtinut semifabricatul (laminare, matritare, forjare, turnare) de calitatea materialului folosit, de dimensiunile piesei finite.

Pentru calculul adaosului de prelucrare se iau ca baza dimensiunile nominale a piesei, se stabileste traseul tehnologic, bazarea piesei la diferite prelucrari si se precizeaza metoda de obtinere a semifabricatului.

Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculeaza cu relatiile urmatoare :

a.-pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafete exterioare si interioare de revolutie:

2A_{c min} = 2 ( R_zp + S_p ) + 2 * [ Picos ]

b.-pentru adaosuri asimetrice la suprafete plane opuse prelucrate in faze diferite sau pentru o singura suprafata plana :

A_{c min} = R_zp + S_p + r_p e_c [ Picos ]

unde:

A_{c min.}- adaosul de prelucrare minim considerat pe o parte (pe raza sau pe o singura fata plana)

R_zp - inaltimea neregularitatilor de suprafata rezultate la faza precedenta

S_p - adancimea stratului superficial defect (ecruisat), format la faza precedenta

r_p - abaterile spatiale ale suprafetei de prelucrat, ramase dupa efectuarea fazei precedente

e_c - eroarea de asezare la faza de prelucrare considerata

b. Calculul adaosului de prelucrare pentru

piesa Roata de curea

Semifabricat laminat la cald, material OL52.2, productie de serie mica.

Pentru stabilirea diametrului barei laminate din care se va executa piesa se calculeaza adaosurile pentru suprafata cu diametrul maxim. Pentru diametrul maxim se ia in considerare prelucrarea la rugozitatea Rz=12.5 a cotei Φ= 158 mm.

Cota la diametrul maxim Φ=158 mm .

La strunjire de degrosare operatia de prelucrare precedenta este laminarea:

R_zp = 300 mm

S_p = 400 mm

T_p = 4200mm

r_p = 0.8*D

r_p mm

2A_{c min} = 2 ( R_zp + S_p + r_p mm

Adaosul nominal pentru operatia de prelucrare la F = 158^+0.5_-0.5 mm

2A_{c nom} = 2A_{c min} + T_p

2A_{c nom} = 1653 mm + 4200 mm = 5853 mm

Dimensiunea nominala a barei laminate :

d _nom = d _max + 2A_{c nom}

d _nom = 158 + 5.853 = 163.85 mm.

Se alege ca semifabricat o bara standardizata :

d _sf = 170 ^+1.5_-2.7

Adaosul nominal calculat pentru degrosare :

2A_{c nom} = 170 - 158 = 12 mm.

La calculul adaosului de prelucrare pentru diametrul interior minim se ia in considerare prelucrarea la rugozitatea R_z=6.3 a cotei Φ= 60^+0.030₀ mm

Pentru cota ^+0.030₀ mm - cota finisata- operatia precedenta este degrosarea;

T_p = 400 mm

R_zp = mm;

S_p = 5 mm;

r_p = 0.8*D

r_p mm

Asadar adaosul minim pentru operatia de prelucrare la diametrul ^+0.030₀ mm :

2A_{c min} = 2 ( R_zp + S_p + r_p ) = 2 ( 50 +50+ 128 ) = 456 mm

Adaosul nominal pentru operatia de finisare:

2A_{c nom} = 2A_{c min} + T_p

2A_{c nom} = 456 mm + 400 mm = 856 mm

Dimensiunea minima dupa strunjire de degrosare inainte de finisare:

d _min = 60 - 0.856 = 59.144 mm

d _nom = 59.1 mm.

d _max = 59.1 + 0.4 = 59.5 mm

d _max = 59.5 mm

Operatia de degrosare se executa la: F = 59.1^+0.4_-0 mm

Pentru cota F= 59.1^+0.4_-0 mm -cota degrosata- operatia precedenta este gaurirea.

T_p = 1900 mm

R_zp = 1 mm;

S_p = 25 mm;

r_p = 0.8*D

r_p mm

Asadar adaosul minim pentru operatia de prelucrare la diametrul Φ= 59.1^+0.4₀ mm :

2A_{c min} = 2 ( R_zp + S_p + r_p ) = 2 ( 150 +250+ 128 ) = 1056 mm

Adaosul nominal pentru operatia de degrosare:

2A_{c nom} = 2A_{c min} + T_p

2A_{c nom} = 1056 mm + 1900 mm =  2956mm

Dimensiunea minima dupa strunjire de degrosare inainte de finisare:

d _min = 59.1 - 2.956 = 56.14 mm

d _nom = 56 mm.

d _max = 56 + 1.9 = 57.9 mm

d _max = 56^+1.9_-0 mm

Operatia de gaurire se executa cu un burghiu de F = 56 mm.

Adaosul nominal calculat pentru degrosare :

2A_{c nom} = 59.1 - 56 = 3.1 mm.

Calculul dimensiunilor intermediare pentru celelalte suprafete

Pentru cota F mm -cota degrosata se va calcula diferenta de adaos de la cota F = 56 mm.

Adaosul nominal pentru strunjirea de degrosare:

2A_{c nom} = 80 - 56 = 24 mm

Pentru cota F= 100 mm

Adaosul nominal pentru strunjirea de degrosare se determina prin diferenta dintre diametrul barei laminate si diametrul degrosat:

2A_{c nom} = 170 - 100 = 70 mm

Pentru prelucrarea canalelor cota mm - se executa finisarea flancurilor- operatia precedenta este degrosarea;

T_p = 400 mm

R_zp = mm;

S_p = 5 mm;

r_p = 0.8*D

r_p mm

Asadar adaosul minim pentru operatia de prelucrare:

A_{c min} = ( R_zp + S_p + r_p = ( 50 +50+ 80 ) = 180 mm

Adaosul nominal pentru operatia de finisare:

A_{c nom} = A_{c min} + T_p

A_{c nom} = 180 mm + 400 mm = 580 mm

Dupa operatia de degrosare trebuie sa ramane adaos de prelucrarepe fete:

A_{c min} = 580 mm

A_{c max} = 980 mm

Suprafata frontala se prelucreaza pe strung. Operatia precedenta este retezare la lungime pe ferestrau circular.

Adaosul minim pentru frezarea frontala :

R_zp + S_p = 0.3 mm

r_p = 0.010 * D = 0.010 * 170 = 1.7 mm

2A_{c min} = 2 ( R_zp + S_p + r_p ) = 2 ( 0.3 + 1.7 ) = 4 mm

Abaterea inferioara la lungimea barei debitate

A_i = 2.3 mm.

Prin urmare adaosul nominal pentru frezarea frontala

2A_{c nom} = 2A_{c min} + A_i = 4 + 2.3 = 6.3 mm.

Dimensiunea nominala pentru debitarea la lungime

L _nom = 145 + 6.3 =151.3

se rotunjeste :L _nom = 152 mm.

La debitare se va respecta cota L = 152 2.3 mm.

Valoarea efectiva a adaosului nominal 2A_{c nom} = 7 mm.

Pentru fiecare suprafata frontala adaosul este: A_{c nom} = 3.5 mm.

III. Itinerar tehnologic

Operatiile ce se vor executa la piesa sunt urmatoarele :

- debitarea la lungime pe ferestrau circular;

- strunjirea de degrosare pentru baza tehnologica F = 160x53, pe strung normal;

- strunjire frontala, strunjirea de degrosare, finisare a butucului, gaurire, strunjire de degrosare, finisare interioara la F = 60 H7 tesire;

- strunjire frontala, strunjirea exterioara, strunjirea de degrosare interioara la F strunjirea canalelor, tesire;

- mortezarea canalului de pana.

Datorita seriei mici de fabricatie, prelucrarea piesei se face combinat pe masini unelte universale, prin metoda trecerilor de proba, dupa masuratori (obtinerea individuala a preciziei dimensiunilor) si pe masini cu comanda numerica.

Strunjirea pentru pregatirea bazei tehnologice se va executa pe strung normal, dupa care operatia de strunjire a piesei se va executa pe strung cu comanda numerica. Prinderea piesei pe strung se face in universal.

Operatia de degrosare se va executa in mai multe treceri, pentru a se realiza dimensiunile intermediare progresiv.

Operatia de finisare se va executa din aceeasi prindere cu operatia de degrosare cu obtinerea cotei dintr-o trecere.

Canalul de pana se va prelucra pe masina de mortezat.

IV. Calculul regimurilor de aschiere

a. Generalitati

Importanta cresterii productivitatii muncii, a folosirii la parametrii proiectati a utilajelor, reducerea pretului de cost, economii de energie, face ca regimul de aschiere sa fie foarte bine stabilit si respectat in acest scop importanta lui fiind maxima.

Pentru ca aschierea materialelor sa aiba loc, sunt necesare doua miscari:

- miscarea principala de aschiere;

- miscarea de avans.

La strunjire miscarea principala de aschiere este rotirea piesei, iar miscarea de avans este miscarea de translatie a cutitului.

Regimul de aschiere se stabileste pe baza de calcule, in functie de operatia executata. Este factorul principal care determina valoarea normei de lucru si reprezinta totalitatea urmatorilor parametrii:

- viteza de aschiere (v), ce este definit ca viteza la un moment dat in directia miscarii de aschiere, a unui punct de aschiere considerat pe taisul sculei;

- avansul (s), ce se determina in mm la o rotatie a piesei sau sculei;

- adancimea de aschiere (t), ce este definit ca marimea taisului principal aflat in contact cu piesa de prelucrat, masurata perpendicular pe planul de lucru.

Adancimea de aschiere se ia in functie de adaosul de prelucrare.

Avansul se poate determina dupa felul prelucrarii prin calcule in functie de viteza si timp, dar se ia din tabele in cele mai multe cazuri, functie de materialul prelucrat, diametrul piesei, scula si adancimea de aschiere.

Viteza de aschiere se stabileste in functie de:

- materialul semifabricatului;

- materialul partii active a sculei;

- adancimea si avansul de aschiere stabilite anterior;

- durabilitatea sculei aschietoare;

- posibilitatile tehnice a masinilor unelte.

Calculul regimurilor de aschiere presupune parcurgerea urmatoarelor etape:

-alegerea masinii-unelte;

-stabilirea sucesiunii fazelor si a trecerilor de prelucrare;

-stabilirea modului de instalare a semifabricatului;

-alegerea sculelor, dispozitivelor si verificatoarelor;

-stabilirea modului de instalare a sculelor;

-determinarea adancimii de aschiere, stabilirea avansului de lucru;

-stabilirea durabilitatii sculei aschietoare;

-determinarea vitezei de aschiere, calculul turatiei, recalcularea vitezei si durabilitatii, atunci cand turatia adoptata nu coincide cu turatia de calcul.

Dupa elaborarea schemei de prelucrare se procedeaza la proiectarea regimurilor de aschiere.

In cazul otelului carbon sau aliat pentru constructii de masini pentru strunjirea longitudinala exterioara si frontala, avansurile de lucru se determina pe baza relatiei:

s = C_S C_Ra(0.09* +0.002D) ^y/t ^x

unde C_S=0.0045

y=1.4 z=0.3

C_Ra=400, in cazul degrosarii

C_Ra=131, in cazul finisarii

S_real =S* K_s

In raport si cu alte conditii de lucru, valorile avansurilor calculate se vor inmulti cu un coeficient de corectie K_s, care depinde de proprietatile materialului de prelucrat, de caracterul prelucrarii modul de fixare a placutei, unghiul de atac, raza de varf a cutitului, campul de toleranta pentru dimensiunea obtinuta, numarul de scule, rigiditatea sistemului tehnologic, rigiditatea sculei, dimensiunea sculei, orientarea semifabricatului, rigiditatea masinii-unelte.

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz*K_sp*K_sh*K_sl*K_so*K_sj

Pentru strunjirea suprafetelor cilindrice interioare, avansurile de lucru se determina pe baza relatiei:

s = C_S *t ^xs *B^ys    [ Picos ]

unde C_S=0.2469 in cazul degrosarii

C_S=0.0361 in cazul finisarii

x_s=-0.2949 in cazul degrosarii

y_s=0.3871 in cazul degrosarii

x_s=-0.3576 in cazul finisarii

y_s=0.6394 in cazul finisarii

B -este latimea corpului cutitului

In raport si cu alte conditii de lucru, valorile avansurilor calculate se vor inmulti cu un coeficient de corectie K_s, care depinde de proprietatile materialului de prelucrat, de caracterul prelucrarii modul de fixare a placutei, unghiul de atac, raza de varf a cutitului campul de toleranta pentru dimensiunea obtinuta, numarul de scule, rigiditatea sistemului tehnologic, rigiditatea sculei, dimensiunea sculei, orientarea semifabricatului, rigiditatea masinii-unelte.

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz*K_sl*K_sD

Valoarea vitezei de aschiere se poate calcula analitic pentru fiecare procedeu de prelucrare.

La strunjire se calculeaza cu relatia :

C_v

v = K_v [m / min ]

t^xv * s^yv

unde :

C_v - coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucreaza si scula

x_v, y_v - exponenti determinati experimental in functie de conditiile de aschiere

K_v - coeficient care tine seama de durabilitatea cutitului, rigiditatea masinii unelte, natura materialului prelucrat, de caracteristicile cutitului.

b. Calculul regimului de aschiere pentru piesa

Roata de curea

-Calculul regimului de aschiere pentru operatia de strunjire pe strung normal

-Pentru degrosarea bazei de asezare de la cota F mm la F= 160x53 mm

Stabilirea avansului in cazul degrosarii

t = 5mm, pentru 1 trecere;

s= C_SC_Ra(0.09*+0.002D)^y/t ^x +0.002*170)^1.4/5^0.3=0.87 mm/rot

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz*K_sp*K_sh*K_sl*K_so*K_sj, unde

K_sm=1.16    K_sp=0.83

K_sx=1.24 K_sh=1.43

K_sre=1 K_sl=30.57

K_sTd=0.014 K_so=1.13

K_sz=1    K_sj=0.63

K_s=0.52

s_real = 0.87*0.52 = 0.45 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.45 mm/rot.

pentru 0.4<s<1 C_v=190, x_v=0.30; y_v=0.4

K_v = K_vT* K_vj* K_vm* K_vx

K_vT =0.85 K_vm =0.97

K_vj =0.63 K_vx =0.84

K_v =0.44

v= *0.44 = 71 m / min

Calculul turatiei

1000 * v

n = [rot / min]

p * d

1000 * 71

n = = 132.9 rot / min

p

Din caracteristicile masinii unelte SN 400x1500 se alege turatia imediat inferioara

n_r = 120 rot/min.

Se calculeaza viteza reala de aschiere:

p * d * n_r   p

v_r = = = 64.09 m / min

1000

v_r = 64.09 m / min

-Calculul regimului de aschiere pentru operatia de strunjire pe strung cu comanda numerica

-Pentru degrosarea de la cota F mm la cota F mm

Stabilirea avansului in cazul degrosarii

t = 5 mm, pentru 1 trecere, prelucrarea se executa din 7 treceri;

s =0.0045*400*(0.09*+0.002*170)^1.4/5^0.3=0.87 mm/rot

K_s=0.52

s_real = 0.87*0.52 = 0.45 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.45 mm/rot.

K_v =0.44

v= *0.44 = 71 m / min

Calculul turatiei

1000 * 71

n = = 132.9 rot / min

p

-Pentru degrosarea frontala de la cota F mm

Stabilirea avansului in cazul degrosarii

t = 3.5 mm, pentru 1 trecere;

s =0.0045*400*(0.09*+0.002*100)^1.4/3.5^0.3=0.63 mm/rot

K_s=0.52

s_real = 0.63*0.52 = 0.33 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.33 mm/rot.

pentru s<0.4 C_v=150; x_v=0.287; y_v=0.25

K_v =0.44

v= *0.44= 19.2 m / min

Calculul turatiei

1000 * 19.2

n = = 61.1 rot / min

p

-Pentru gaurire cu burghiu la F mm

Stabilirea avansului

t = 28 mm, pentru 1 trecere;

C_s*D^qs

s=

(l/D)^ms

s= = 0.83 m / min

Calculul vitezei de aschiere

C_v*(l/D)^mv

v =

D^qv

34.47

v = = 16.9 m / min

Calculul turatiei

1000 * 16.9

n = = 33.6 rot / min

p

-Pentru strunjirea interioara a butucului in cazul degrosarii la cota F mm

Stabilirea avansului

t = 1.55 mm, pentru 1 trecere

s = C_S *t ^xs *B^ys =

=0.2469 *1.55^-0.2949 15^0.3871 = 0.62 mm/rot

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz* K_sl*K_sD, unde

K_sm=0.90    K_sl=30.57

K_sx=0.90 K_sD=0.57

K_sre=1

K_sTd=0.015

K_sz=0.97 K_s=0.20

s_real=0.62*0.2=0.12 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.12 mm/rot.

pentru s<0.4   C_v=150; x_v=0.287; y_v=0.25

K_v =0.44

v= *0.44= 98.9 m / min

In cazul strunjirii suprafetelor interioare viteza de aschiere se reduce cu coeficientul k=0.8.

v = 0.8*98.9 = 79.1 m/min

Calculul turatiei

1000 * 79.1

n = = 157.3 rot / min

p

-Pentru strunjirea interioara a butucului in cazul finisarii la cota F= 60H7 mm

Stabilirea avansului

t = 0.45 mm, pentru 1 trecere;

s = C_S *t ^xs *B^ys =

=0.0361 *0.45^-0.3576 15^0.6394 = 0.27 mm/rot

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz* K_sl*K_sD, unde

K_sm=0.90    K_sl=30.57

K_sx=1.24 K_sD=0.57

K_sre=1

K_sTd=0.023

K_sz=0.78 K_s=0. 35

s_real 0.27*0.35=0.09 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.09 mm/rot

v= *0.44= 151.5m / min

In cazul strunjirii suprafetelor interioare viteza de aschiere se reduce cu coeficientul k=0.8.

v = 0.8*151.5 = 121.2 m/min

Calculul turatiei

1000 * 121.2

n = = 241.1 rot / min

p

-Pentru degrosarea frontala de la cota F mm la cota F mm

Stabilirea avansului in cazul degrosarii

t = 3.5 mm, pentru 1 trecere;

s =0.0045*400*(0.09*+0.002*160)^1.4/3.5^0.3=0.92 mm/rot

K_s=0.52

s_real = 0.92*0.52 = 0.48 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.48 mm/rot.

K_v =0.44

v= *0.44 = 77 m / min

3.

Calculul turatiei

1000 * 77

n = = 153.1 rot / min

p

-Pentru finisarea de la cota F 160 mm la cota F mm

Stabilirea avansului in cazul finisarii

t = 1 mm, pentru 1 trecere;

s=C_SC_Ra(0.09*+0.002D)^y/t ^x +0.002*160)^1.4/1^0.3=0.438 mm/rot

K_s=K_sm*K_sx*K_sre*K_sTd*K_sz*K_sp*K_sh*K_sl*K_so*K_sj,unde

K_sm=0.99    K_sp=0.84

K_sx=0.625   K_sh=0.72

K_sre=0.61    K_sl=24.8

K_sTd=0.13   K_so=0.97

K_sz=0.81 K_sj=0.63

K_s=0.36

s_real 0.438*0.36=0.16 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.16 mm/rot.

K_v =0.44

v= *0.44 = 104.3 m / min

Calculul turatiei

1000 * 104.3

n = = 207.5 rot / min

p

-Pentru strunjirea canalelor de la cota F 158 mm la cota F mm

Stabilirea avansului

D_min^qs D_s^ps

s = C_S *D_p^zs*b ^xs *

D^qs D_p^ps

126^0.25 170^0.25

s = 0.075 *158^0.08 * =0.22 mm/rot

158^0.25 158^0.25

K_s=0.52*1.21*0.53 = 0.33

s_real 0.22*0.33=0.07 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.07 mm/rot.

K_v =0.5

v= *0.5 = 208.6 m / min

Calculul turatiei

1000 * 208.6

n = = 420.2 rot / min

p

-Pentru degrosarea de la cota F 56 mm la cota F mm

Stabilirea avansului

t = 4 mm, pentru 1 trecere, prelucrarea se executa din 3 treceri;

s = C_S *t ^xs *B^ys =

=0.2469 *4^-0.2949 15^0.3871 = 0.47 mm/rot

K_s=0.20

s_real=0.47*0.2=0.09 mm/rot

Calculul vitezei de aschiere

s = 0.09 mm/rot.

K_v =0.44

v= *0.44= 80.9 m / min

v = 0.8*80.9 = 64.7 m/min

Calculul turatiei

1000 * 64.7

n = = 257.5 rot / min

p

Avansul si turatia calculata pentru succesiunea fazelor in cazul operatiilor de degrosare si finisare sunt in domeniul avansurilor si turatiilor existente pe strungul cu comanda numerica marca HAAS SL 20.

Domeniul avansurilor si turatiilor se regleaza continuu in timpul prelucrarii de echipamentul de comanda numerica si de un circuit suplimentar care asigura optimizarea automata a regimului de lucru prin comanda adaptiva in timpul desfasurarii procesului de prelucrare. Astfel vitezele de aschiere calculate vor fi cele reale, nu necesita recalcularea lor.

In timpul prelucrarii vitezele de aschiere fiind prescrise, celelalte elemente a regimului de aschiere avans, turatie, adancime de aschiere, scimbarea sculelor, oprire, pornire, numar de treceri, racire se vor schimba prin optimizarea executata de echipamentul de comanda numerica.

- Calculul regimului de aschiere pentru operatia de mortezare a canalului de pana

Pe roti, bucse in general canalele de pana se executa prin mortezare. Dimensiunea care trebuie obtinuta cu toleranta stransa este latimea canalului, pe cand adancimea acestuia nu necesita o precizie prea mare.

Piesa se fixeaza pe masa masinii. Cutitul de mortezat se misca pe directia verticala. Miscarea principala rectilinie alternativa verticala este executata de sania portcutit. Miscarea de avans, perpendiculara pe miscarea principala si tangenta la fata prelucrata este executata in general de masa portpiesa. Cursa cutitului trebuie sa fie mai lunga decat lungimea de prelucrat a piesei.

Viteza de aschiere se calculeaza cu relatia:

v_p = * K_vp [ m / min ]

T^0.12 * s^0.66

unde :

T - durabilitatea economica a sculei =60 min

s =0.2 mm/cursa dubla

K_vp - coeficient de corectie al vitezei =0.95

-Pentru canalul de pana 5.8x18x115 mm

v_p =  * 0.95 = 17.2 m / min

60^0.25 * 0.2^0.66

Stabilirea numarului de curse duble pe minut  

1000 * v_p 1000 * 17.2

n = = = 93.4 cd / min

L*(1+m) 115*(1+0.6)

Din caracteristicile masinii unelte Zimerman Werhe se alege numarul de curse duble pe minut:

n_max = 68 c.d. / min

Se recalculeaza viteza reala de aschiere

L*(1+m) * n_cd 115 * 1.6 * 68

v_r= = = 12.5 m / min

1000 1000

V. Normarea tehnica

a. Generalitati

Norma de productie reprezinta cantitatea de produse executate in unitatea de timp, in conditii determinate.

Norma de timp reprezinta durata de timp necesara pentru executarea unei faze, unui reper, subansamblu sau produs in conditii tehnico-organizatorice date.

Importanta unei normari tehnice corecte este foarte mare avand o influenta determinata pentru eficienta muncii. Norma de timp constituie cel mai important element al organizarii muncii.

In norma tehnica de timp intra o suma de timpi astfel:

N_T = T_b + T_a + T_on + T_d + T_pi / n [ min ] [ Vlase ]

N_T - timpul normat pe operatie

T_b - timpul de baza

T_a - timpul auxiliar

T_on - timpul de odihna si necesitati firesti

T_d - timpul de deservire tehnica si organizatorica

T_pi - timpul de pregatire incheiere

n - lotul de piese care se prelucreaza la aceeasi masina in mod continuu

Timpul de baza se poate calcula analitic cu relatia:

L+L₁+L₂

T_b =    * i [min]

n * s

in care: - L este lungimea de prelucrare;

- L₁ este lungimea de angajare a sculei;

- L₂ este lungimea de iesire a sculei;

- i este numarul de treceri;

- n este numarul de rotatii pe minut;

-s este avansul in mm/rotatie.

b. Normarea tehnica pe operatii pentru piesa

Roata de curea

-Strunjirea de degrosare pe strung normal

T_pi - timpul de pregatire incheiere se acorda o singura data pe lotul de piese pentru o operatie.

T_a - timpul timpul auxiliar se acorda pentru o prindere.

T_pi = 4.8 + 7.88 + 5.26 = 17.94 min.

T_pi = 18 min.

T_a = 4.8

-pentru cota F 160 mm x 53 mm

L+L₁+L₂

T_b =    * i

n * s

T_b = = 2.5 min

120 * 0.45

T_b = 2.5 min

T_on=0.03 * ( 4.8+2.5 ) = 0.22 min

T_d=0.06 * 2.5= 0.15 min

T_u=2.5 + 4.8 + 0.22 + 0.15 = 7.67 min

T_u =7.67 min

N_T = 7.67 + = 11.27 min

N_T = 11.27 min, pentru seria de 5 piese.

- Operatia de strunjire pe CNC

T_pi - timpul de pregatire incheiere se acorda o singura data pe lotul de piese pentru o operatie.

T_a - timpul timpul auxiliar se acorda pentru o prindere.

Tpi=30 + 15 + 9+ 7.7= 61.7 min.

Tpi=61.7 min.

Ta=

T_b -pentru strunjire

L+L₁+L₂

T_b =    * i

n * s

- a. Strunjirea primului capat

pentru strunjirea de degrosare a cotei F= 170 la F

95 + 10 + 95 +5+40

T_{b 1} = *7= 28.7 min

132.9* 0.45

pentru strunjirea de degrosare frontala de la F

10 + 50 + 5 +60

T_{b 2} = = 6.2 min

61.1* 0.33

pentru gaurire la F

5+148.5 + 10 + 148.5 +5

T_{b 3} = = 11.4 min

33.6 * 0.83

pentru strunjirea de degrosare la F

5+148.5 + 2+1+155.5

T_{b 4}= = 16.5 min

157.3 * 0.12

pentru strunjirea de finisare la F

5+148.5 + 2+1+155.5

T_{b 5} = = 14.3 min

241.1 * 0.09

T_bI = T_{b 1} + T_{b 2}+ T_{b 3}+ T_{b 4}+ T_{b 5}= 28 +6.2 + 11.4 +16.5 + 14.3= 77.1 min

- b. Strunjirea celui de al doilea capat

-pentru strunjirea de degrosare a cotei F= 160 la F

10+50 + 10 +50

T_{b 1} = = 1.63 min

153.1* 0.48

-pentru strunjirea de degrosare a cotei F= 160 la F

5 + 50 + 10 +60

T_{b 2} = = 3.76 min

207.5 * 0.16

-pentru strunjirea de degrosare a cotei F= 60 la F

10+ 30 + 3+3 + 30+7+3

T_{b 3} = *3= 11.1 min

257.5 * 0.09

-pentru strunjirea canalului trapezoidal

10+ 16 + 16+3 + (17+3)*6+15

T_{b 4} = *3= 23.3 min

257.5 * 0.09

T_bII = T_{b 1} + T_{b 2} + T_{b 3} + T_{b 4} = 1.63 + 3.76 + 11.1 + 23.3 = 39.79 min

T_{b op str}= 77.1 + 39.79 = 116.89 min

T_on=0.03 * ( 2*8.83+116.89 ) = 4 min

T_d=0.06 * 116.89 = 7 min

T_u=116.89 + 2 * 8.83 + 4 + 7 = 145.55 min

T_{u op str} =145.55 min

61.7

N_{T op str} =145.55 + = 157.9 min

N_{T op str}= 157.9 min, pentru seria de 5 piese.

- Mortezarea canalului de pana

T_pi = 17 min.

T_a = 5.17 min.

L + L₁ + L₂

Tb =

n * s_d

(5+115

Tb = = 18.3 min

Ton = 0.03 * ( 5.17 + 18.3 ) = 0.70 min

Td = 0.06 * 18.3 = 1.1 min

Tu = 18.3 + 5.17 + 0.70 + 1.1= 25.27 min

Tu=25.27 min

17

N_{T op fr} =25.27 + = 28.67 min

5

N_{T op fr}= 28.67 min, pentru seria de 5 piese.

c. Normarea consumului de energie electrica

In medie in unitatile de constructii de masini, consumul de energie electrica direct in procesul de productie reprezinta circa 46% din consumul total de energie electrica, iar componenta constanta a consumului de energie electrica este de circa 54%. Pentru reducerea pe unitate de productie a componentei constante si deci si a consumului specific de energie electrica este necesar sa se foloseasca la maximum utilajul productiv existent pentru a mari productia.

Pentru determinarea consumului total de energie electrica pe unitate, raportat pe sectii de productie, se stabilesc consumurile de energie electrica pentru fiecare grupa de utilaje ca: masini unelte, cuptoare electrice pentru topirea metalului, cuptoare electrice pentru tratament termic.

Norma de consum de energie electrica pentru masini unelte.

Consumul de energie electrica in kWh pentru o masina unealta se calculeaza cu formula:

Q_e = K_c*T*N,

unde:

K_c - este coeficientul de cerere a puterii motoarelor electrice, intrucat motoarele electrice ale unei masini unelte nu sunt folosite in tot timpul de functionare la puterea nominala;

T - este timpul de functionare a masinii unelte in ore;

N - este puterea nominala instalata a motoarelor electrice a masinii unelte in kW.

Consumul specific de energie elecrica se determina pentru fiecare grupa de masini unelte. O grupa va cuprinde masini unelte apropiate una de alta din punct de vedere al caracteristicilor si a regimului de lucru.

Consumul de energie electrica in kWh pentru strungul folosit la degrosare pentru baza tehnologica:

Q_e = K_c*T*N = 0.8 * 11.27/60 *7.5 = 1.13 kWh

Consumul de energie electrica in kWh pentru strungul cu comanda numerica:

Q_e = K_c*T*N = 0.76 * 157.9/60 *14.9 = 29.8 kWh

Consumul de energie electrica in kWh pentru masina de mortezat:

Q_e = K_c*T*N = 0.7 * 28.67/60 *2.2 = 0.73 kWh

VI. Schemele de prelucrare si planul de amplasare a sculelor

pentru piesa Roata de curea

Strunjirea de degrosare a butucului, strunjire frontala, gaurire, strunjire de degrosare, finisare interioara la F = 60 H7 tesire

Strunjirea frontala si exterioara, de degrosare interioara, strunjirea canalelor, tesire

VII. Programul de prelucrare

pentru piesa Roata de curea

Strunjire de degrosare a butucului, strunjire frontala, gaurire, strunjire de degrosare, finisare interioara la F = 60 H7 tesire

(ROATA DE CUREA CAPAT 1)

(STRUNG CNC HAAS SL20)

(DIAMETRU EXTERIOR 160 MM)

G54 (PUNCT FIX)

G28 U0.

N1 T0202 (CUTIT DEGROSAT EXTERIOR)

(PLACUTA WNMG 080408-M3 TP3000)

G50 S2500

G96 G99

S240 M3

G00 X165. Z0. M8

G1 X-2. F0.15

G00 Z1.

X160.

G71 P101 Q102 D2. U0.5 W0.05 F0.23

(G71 CICLU DE DEGROSARE)

(D - VALOAREA ADAOSULUI DE PRELUCRARE PENTRU O TRECERE)

(U - VALOAREA ADAOSULUI DE FINISARE PE RAZA)

(W - VALOAREA ADAOSULUI DE FINISARE IN DIRECTIE AXIALA)

N101 G00 X94. Z1.

G01 X100. Z-2.

Z-95.,R10.

N102 X160.

G70 P101 Q102 F0.15 (FINISAREA CONTURULUI)

M5

M9

G28 U0.

G00 Z5.

N2 T0505 (BURGHIU FI 58 - 3.5 X D)

(PLACUTA WCMT 080412E-48 ; 8030)

G50 S2500

G97 G99

S1050 M3

G0 X0. Z5. M8

G83 Z-160. Q5. R3. F0.12

G80

G0 Z2.

M5

M9

G0 Z200.

G28 U0.

N3 T0606 (CUTIT FINISAT INTERIOR)

(PLACUTA VBMT 160404-F1 TP1000)

G50 S2500

G96 G99

S250 M4

G00 X60. Z2. M8

G41 X68.015 Z2. M8

G01 X60.015 Z-2. F0.12

Z-155.

X58.

G0 G40 X50. Z2.

M5

M9

G0 Z50.

G28 U0.

M30

Strunjirea frontala si exterioara, de degrosare interioara, strunjirea canalelor, tesire

(ROATA CUREA - CAPAT 2)

(STRUNG CNC HAAS SL20)

(DIAMETRU EXTERIOR 160 MM)

G54 (PUNCT FIX)

G28 U0.

N1 T0202 (CUTIT DEGROSAT EXTERIOR)

(PLACUTA WNMG 080408-M3 TP3000)

G50 S2500

G96 G99

S240 M3

G00 X165. Z0. M8

G1 X-2. F0.15

G00 Z1.

X160.

G71 P101 Q102 D2. U0.5 W0.05 F0.23

(G71 CICLU DE DEGROSARE)

(D - VALOAREA ADAOSULUI DE PRELUCRARE PENTRU O TRECERE)

(U - VALOAREA ADAOSULUI DE FINISARE PE RAZA)

(W - VALOAREA ADAOSULUI DE FINISARE IN DIRECTIE AXIALA)

N101 G00 X152. Z1.

G01 X158. Z-2.

Z-52.

N102 X160.

G70 P101 Q102 F0.15 (CICLU FINISARE CONTUR)

M5

M9

G28 U0.

G00 Z5.

N2 T404 (CUTIT DEGROSAT INTERIOR)

(PLACUTA WNMG 080408-M3 TP3000)

G50 S2500

G96 G99

S200 M04

G00 X60. Z2. M08

G71 P201 Q202 D2. U-0.3 W0.05 F0.23

N201 G00 X88. Z2.

G01 X80. Z-2.

Z-30.

X63.

N202 X58. Z-32.5

G70 P201 Q202 F0.15 (CICLU FINISARE CONTUR)

G00 Z100.

M05

M09

G28 U0.

N3 T0606 (CUTIT DE CANELAT B=3 MM)

(PLACUTA LCMF 210302-0300MT)

G50 S2500

G96 G99

S120 M3

(CANAL NR.1)

G00 X200. Z-8.169 M8

X160.

G01 X126. F0.05

G00 X200.

Z-5.831

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-3.493

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-2.

X160.

G01 X158.

G03 X156.585 Z-3.493 R1.

G01 X126. Z-8.169

G00 X200.

Z-8.169

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-13.507

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-14.463

X160.

G01 X158.

G02 X156.585 Z-13.507 R1.

G01 X126. Z-8.831

G00 X200.

(CANAL NR.2)

Z-23.169

X160.

G01 X126. F0.05

G00 X200.

Z-20.831

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-18.493

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-17.

X160.

G01 X158.

G03 X156.585 Z-18.493 R1.

G01 X126. Z-23.169

G00 X200.

Z-23.169

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-28.507

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-29.463

X160.

G01 X158.

G02 X156.585 Z-28.507 R1.

G01 X126. Z-23.831

G00 X200.

(CANAL NR.3)

Z-38.169

X160.

G01 X126. F0.05

G00 X200.

Z-35.831

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-33.493

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-32

X160.

G01 X158.

G03 X156.585 Z-33.493 R1.

G01 X126. Z-38.169

G00 X200.

Z-38.169

X160.

G01 X141.292

G00 X200.

Z-43.507

X160.

G01 X156.585

G00 X200.

Z-44.463

X160.

G01 X158.

G02 X156.585 Z-43.507 R1.

G01 X126. Z-38.831

G00 X200.

G28 U0.

M5

M9

G00 Z5.

M30