Date initiale necesare proiectarii

Baza de proiectare a unei unitati de lucru o constituie piesa. Se studiaza

desenul de executie al piesei (fig 2.1), conditiile tehnice (forma,dimensiuni), conditiile tehnologice (materielul, calitatea suprafetelor),numarul de suprafete, precum si functionarea piesei în cadrul ansamblului din care face parte.

Fig.2.1

2.1 Conditii tehnologice

Materialul din care este fabricata piesa este: OL 60 STAS 880 – 88.

O- otel;L- procesul de obtinere al semifabricatului-laminat;45- continutul mediu de carbon.

Caracteristici mecanice:

Limita de curgere ( Rp 0,2): 500 [ ] ;

Rezistenta la rupere : Rm 700…850 [N/mm ];

Alungirea la rupere (A5): 14 [%];

Duritatea: 207 [HB].

Compozitie chimica:

Tabelul 2.1

Marca

oteluluiCalitatea

Compozitia chimica [%]

C Mn S P

OLC45

-

0,42...0,5 0,5...0,8

max 0,045max 0,035

S 0,02...0,045X max 0,035

max 0,04XS 0,02...0,04

Calitatea suprafetelor:

- rugozitatea generala Ra=6,3 [µm]

- alte rugozitati Ra=1,6 [µm] si Ra=0,8 [µm].

Calculul ritmului liniei tehnologice:

[min/buc] ;

în care:

- fondul real de timp, corespunzator aceleiasi perioade la care a fost raportat si programul de productie si care, în acest caz a

fost considerat un an. - volumul de productie (P=50.000 [buc/an])

în care: - coeficient care tine seama de încarcarea utilajului;

- numarul zilelor lucratoare din perioada de timp considerata

( );

- numarul de schimburi ( );

- durata în ore a unui schimb ( );

[min]

[min/buc]

2.2 Conditii tehnice (forma , dimensiuni, pozitia reciproca a suprafetelor)

Conditiile tehnice de forma ,dimensiunile si pozitia reciproca a suprafetelor (fig. 2.2) sunt prezentate în tabelul 2.2.

Fig. 2.2

Tabelul 2.2

Nr.

crt.

Tip suprafata Dimensiuni Tolerante Rugozitate,

Ra

Clasa de precizie

(ISO)

Obs.

S1 plana Ø230/ Ø 115 /±0,270 6,3 10,executie mijlocie STAS

2300-75S2 profilata R10 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75S3 plana Ø 115/ Ø89

±0,270/6,3 10,executie

mijlocie STAS 2300-75

S4 plana 23,5x22 conform

STAS

6,3 10,executie mijlocie STAS

2300-75S5 cilindrica

Ø89,7 x57 /1,6 8,executie

mijlocie STAS

interioara2300-75

S6 conica 1,5x45 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75

S7

plana

Ø 115/ Ø89

±0,270/6,3 10,executie

mijlocie STAS 2300-75

S8 conica 1,5x45 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75S9 cilindrica

exterioara

Ø115/33 ±0,270 6,3 9,executie mijlocie STAS

2300-75

S10 cilindrica

interioara

Ø20x13 conform

STAS

6,3 11,executie mijlocie STAS

2300-75

S11

conica

1,5x45 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75

S12

cilindrica

exterioara

Ø230 x 25 conform

STAS

6,3 9,executie mijlocie STAS

2300-75

S13 plana Ø 230/ Ø150,5 conform

STAS

6,3 10,executie mijlocie STAS

2300-75S14 plana Ø 150,5/ □ 90 conform

STAS

6,3 10,executie mijlocie STAS

2300-75S15 profilata □ 90 x 21 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75S16 conica 1,5x45 conform

STAS

6,3 12,executie mijlocie STAS

2300-75S17 cilindrica

exterioara

Ø150,5 x 20 conform

STAS

6,3

9,executie mijlocie STAS

2300-75S18 profilata R2 conform

STAS

6,3

12,executie mijlocie STAS

2300-75S19 cilindrica Ø13 x 12 conform 6,3 11,executie

mijlocie STAS

interioara STAS2300-75

S20 plana 200 x 25 conform

STAS

6,3 10,executie mijlocie STAS

2300-75

Alte conditii tehnice : -clasa mijlocie STAS 2300/75;

-calit revenit HRC 50…52;

-se va debavura;

2.3            Semifabricat

Dimensiuni de gabarit piesa : 230x120x100,5 mm ; se alege un semifabricat de otel laminat la cald 240x125x105 mm STAS 333-88, clasa IV de precizie , cu

rugozitatea generala Ra=12,5 .

2.4 Stabilirea succesiuni operatiilor de prelucrare

Alegerea operatiilor de prelucrare s-a facut tinând cont de conditiile tehnice specificate în desenul de executie al piesei si semifabricatul adoptat. S-a avut în vedere prelucrarea simultana a mai multor suprafete cu un grup de scule. Traseul tehnologic de prelucrare s-a împartit astfel încât s-a obtinut timpi de prelucrare cât mai apropiati pentru fiecare post de lucru.

S-a avut în vedere prelucrarea simultana a mai multor suprafete cu un grup de scule. Traseul tehnologic de prelucrare s-a împartit astfel încât s-a obtinut timpi de prelucrare cât mai apropiati pentru fiecare post de lucru.

Operatii de prelucrare:

-   gaurire Ø13×25,5mm, 6 gauri echidistante dispuse pe diametrul Ø186 mm , conform desenului;

-   largire Ø20×13 mm , 6 gauri echidistante dispuse pe diametrul Ø186 mm , conform desenului;

-   alezare cu cutitul Ø89,7 x 79,5,5 mm;

2.5 Determinarea regimurilor de aschiere optime , a fortelor , momentelor si

puterii de aschiere

Se vor determina regimurile de aschiere pentru cele trei operatii stabilite mai sus:

I . Gaurire Ø13×25,5mm, 6 gauri echidistante dispuse pe diametrul Ø186 mm , conform desenului;

La determinarea regimului de aschiere am luat in calcul faptul ca prelucrarea are loc cu mai multe scule simultane, de aceea durabilitatea sculelor trebuie sa fie aceeasi. Initial regimul de aschiere se poate lua din normativele de

regimuri de aschiere în vigoare. Valorile recomandate pentru prelucrarile obisnuite , micsorate ci 10-30 % pot constitui regimuri de aschiere la prelucrarea

pe masini agregat.

a) Stabilirea sculei aschietoare :

Prelucrarea celor sase gauri se face prin burghiere, folosind patru burghie elicoidale STAS 870-87 din otel rapid cu urmatoarele caracteristici:

-diametrul burghiului ;

-unghiul de înclinare a canalului de evacuare a aschiilor (unghiul de degajare)

;

-unghiul de atac principal ;

-unghiul de atac secundar (tais secundar)

-unghiul de asezare ;

Materialul din care este confectionat semifabricatul este OLC45 – STAS 880-88;

Dimensiunile gaurii ce urmeaza a fi prelucrata Ø13×25,5 mm;

Fluidul de racire ungere utilizat: emulsie 20%;

Durabilitatea economica sculei aschietoare pentru burghiul elicoidal cu D= 13 mm se recomanda:

Tec=18 [min], conform tabelului 2.3

Tabel 2.3

Diametrul burghiului,

D, mm

Materialul burghiuluiOtel rapid Placute din carburi meralice

Materialul de prelucratOtel Fonta Metale si aliaje neferoase

£5

11…15

16…20

7

14-20

18-22

12

25-30

23-40

-

7

7-8

b) Stabilirea adâncimii de aschiere

Adâncimea de aschiere o aleg în functie de rezistenta sculei cu dimensiunile cele mai mici, numarul de treceri si de rigiditatea sistemului

tehnologic.

Se recomanda ca adaosul de prelucrare sa se ia la o valoare maxima admisa de rezistenta sculei pentru a micsora numarul de treceri.

[mm]

c) Stabilirea avansul de lucru

Se alege la valoare maxima admisa în functie de rigiditatea sistemului tehnologic

Pentru alegerea avansului trebuie respectate urmatoarele cunditii:

Smin<(Stmin… Stmax)<Sf <Smax

Pentru gaurirea simultana cu un numar relativ mic de burghie (6), pentru piese rigide cu adîncimi de gaurire normale si cu maximum clasa a V-a de

precizie se alege grupa II-a de avansuri, tabelul 2.4

Tabelul 2.4

Grupa de avans Durabilitatea

[HB]

Diametrul de prelucrare [mm]

Avansul, s [mm/rot]

II 207 13 0,19

d) Stabilirea vitezei de aschiere, v[m/min]

Viteza de aschiere aleasa din normative se corecteaza cu o serie de coeficienti care tine seama de materialul de prelucrat, materialul sculei, avansul, adncimea de aschiere, etc.

v= va x k1 x k2 x … x kn

în care:

v- viteza de aschiere corecta,

va- viteza indicata în tabel,

k1,k2,…kn- coeficienti de corectie.

Valorile recomandate pentru viteza de prelucrare a otelului si coeficientii de corectie sunt date în tabelul 2.5

Tabelul 2.5

Avansul, s [mm/rot]

Diametrul de prelucrare [mm]

Viteza de aschiere [m/min]

0,19 13 18

Pentru, materialul de prelucrat OLC 45, avansul s= 0,19 [mm/rot], diametrul de prelucrat Dp= 13 [mm], se alege din tabelul 15.25 pag 542 [1],

viteza de aschiere va=18 [m/min].

Pentru, materialul de prelucrat OLC 45, calitatea otelului, duritatea marerialului HB= 207, materialul taisului: Rp3 rezulta coeficientul k1 de corectie a vitezei de aschiere la gaurire, adâncire si tesire în functie de

adâncimea de prelucrare a otelului din tabelul 2.6 ; k1=1;

Tabelul 2.6

Scula Raportul între lungimea de prelucrare si diametru

Coeficientul k1

Burghiu 1

Pentru, materialul de prelucrat OLC 45, calitatea otelului, duritatea marerialului HB= 207, materialul taisului: Rp3 rezulta coeficientul k2 de corectie a vitezei de aschiere la gaurire, adâncire si tesire în functie de

adâncimea de prelucrare a otelului din tabelul 2.7 ; K2=1,3;

Tabelul 2.7

Scula Otel carbon de calitate cu max. 0,25-0,40%C

Coeficientul k1

Burghiu 1,3

Viteza de aschiere corectata:

V= 18·1·1,3=23,4 [m/min]

În continuare se calculeaza turatia sculei ns [rot/min] cu relatia :

[rot/min]

în care:

v- viteza de aschiere în [m/min];

D- diametrul sculei în [mm];

[rot/min]

Pentru alegerea turatiei arborelui principal trebuie respectate urmatoarele conditii:

nmin<nvmin< nvmax< nmax

Conform tabel C.F.G. 2(capitolul 6) , se alege turatia nSC =560 [rot/min] ; nmin= 180 [rot/min] ; nmax= 710 [rot/min] ; Deci inegalitatea de mai sus se verifica .

e) Forta principala de aschiere Fz [N]. Se calculeaza cu relatia :

în care:

CF,XF,YF- coeficienti si exponenti în fuctie de materialul de prelucrat;

KF- coeficient global de corectie a fortei;

D- diametrul sculei;

s- avansul.

Valorile coeficientului CF si exponentelor XF,YF, sunt date în tabelul 2.8

F=63·131,07·0,190,72·1=296,32 [daN]

Tabelul 2.8

Otel de prelucrat HB XF YF CF XM YM CM

OLC 45 207 1,07 0,72 63 1,71 0,84 6,7

f) Momentul de aschiere, Mai [daN]:

;

în care:

CM,XM,YM- coeficienti si exponenti în fuctie de materialul de prelucrat;

KM- coeficient global de corectie a fortei;

D- diametrul sculei;

s- avansul.

Valorile coeficientului CM si exponentelor XM,YM, sunt date în tabelul 2.9

Tabelul 2.9

Otel de prelucrat HB XF YF CF XM YM CM

OLC 45 207 1,07 0,72 63 1,71 0,84 6,7

Mai=6,7·131,71·0,190,84·0,19=25,33 [daN]

g)       Puterea de aschiere :

[kw] ;

unde :

Mai = momentul de aschiere [daN×m] ;

nS = turatia sculei [rot/min] ;

[kw] ;

II . Largire Ø20×13 mm , 6 gauri echidistante dispuse pe diametrul Ø186 mm , conform desenului;

La determinarea regimului de aschiere am luat in calcul faptul ca prelucrarea are loc cu mai multe scule simultane, de aceea durabilitatea sculelor trebuie sa fie

aceeasi. Initial regimul de aschiere se poate lua din normativele de regimuri de aschiere în vigoare. Valorile recomandate pentru prelucrarile obisnuite , micsorate

cu 10-30 % pot constitui regimuri de aschiere la prelucrarea pe masini agregat.

a) Stabilirea sculei aschietoare :

Largirea celor sase gauri se face cu largitoare, folosind sase largitoare elicoidale STAS 4141-64 din otel rapid Rp3 cu urmatoarele caracteristici:

-diametrul largitorului ;

-unghiul de înclinare a canalului de evacuare a aschiilor (unghiul de

degajare ) ;

-unghiul de atac principal ;

-unghiul de atac secundar (tais secundar)

-unghiul de asezare ;

Materialul din care este confectionat semifabricatul este OLC45 – STAS 880-88;

Dimensiunile gaurii ce urmeaza a fi prelucrata Ø20×13 mm;

Fluidul de racire ungere utilizat: emulsie 20%;

b) Stabilirea adâncimii de aschiere

Adâncimea de aschiere o aleg în functie de rezistenta sculei cu dimensiunile cele mai mici, numarul de treceri si de rigiditatea sistemului

tehnologic.

Se recomanda ca adaosul de prelucrare sa se ia la o valoare maxima admisa de rezistenta sculei pentru a micsora numarul de treceri.

[mm]

c) Stabilirea avansului de lucru

Se alege la valoare maxima admisa în functie de rigiditatea sistemului tehnologic. Se va alege conform tabelului 9.141/pag. 249(Vlase) , s = 0,40

mm/rot.

d) Stabilirea vitezei de aschiere, v[m/min]

Valorile recomandate pentru viteza de aschiere la largire sunt date în tabelul 2.10 .

Pentru, materialul de prelucrat OLC 45, avansul s= 0,40 [mm/rot], diametrul de prelucrat Dp=20 [mm], se alege viteza de aschiere va=23 [m/min].

În continuare se calculeaza turatiei sculei ns [rot/min] cu relatia :

[rot/min]

în care:

v- viteza de aschiere în [m/min];

D- diametrul sculei în [mm];

[rot/min]

Pentru alegerea turatiei arborelui principal trebuie respectate urmatoarele conditii:

nmin<nvmin< nvmax< nmax

Conform tabel C.F.G. 2 (Capitolul 6) ,se aleg turatianSC =355[rot/min] ; nmin=

180 [rot/min] ; nmax= 710 [rot/min] ; Deci inegalitatea de mai sus se verifica .

e) Forta principala de aschiere Fz [N]. Se calculeaza cu relatia :

în care:

CF,XF,YF- coeficienti si exponenti în fuctie de materialul de prelucrat;

KF- coeficient global de corectie a fortei;

D- diametrul sculei;

s- avansul.

Valorile coeficientului CF si exponentelor XF,YF, sunt date în tabelul 2.11

F=63·131,07·0,190,72·1=296,32 [daN]

Tabelul 2.11

Otel de prelucrat HB XF YF CF XM YM CM

OLC 45 207 1,07 0,72 63 1,71 0,84 6,7

f) Momentul de aschiere, Mai [daN]:

;

în care:

CM,XM,YM- coeficienti si exponenti în fuctie de materialul de prelucrat;

KM- coeficient global de corectie a fortei;

D- diametrul sculei;

s- avansul.

Valorile coeficientului CM si exponentelor XM,YM, sunt date în tabelul 2.12

Tabelul 2.12

Otel de prelucrat HB XF YF CF XM YM CM

OLC 45 207 1,07 0,72 63 1,71 0,84 6,7

Mai=6,7·131,71·0,190,84·0,19=25,33 [daN]

g) Puterea de aschiere :

[kw] ;

unde :

Mai = momentul de aschiere [daN×m] ;

nS = turatia sculei [rot/min] ;

[kw] ;

III . Alezare cu cutitul Ø89,7H7 x 84,5 mm;

Alegerea sculei aschietoare :

- cutit drept pentru strunjire interioara prevazut cu placuta din carburi metalice P20 STAS 6384 – 80, cu geometria 45o ; α 10o ; γ 120 ; r 2 mm

; cu racire conform Tabel 2.13.

1) Stabilirea adâncimii de aschiere.

2) Avansul de aschiere.

Avansurile pentru strunjirea de finisare se adopta conform tabelului :

Tabelul 2.14

Diametrul de prelucrare, mm

8 10 12 16 20 25 32 40 50 60 80 100

S0 min , mm/rot 0,25 0,300,35

0,40 0,500,55

0,650,75

0,90 1,001,20

1,40

S0 max , mm/rot 0,60 0,720,90

1,08 1,201,32

1,621,80

2,10 2,402,75

3,20

Se alege prin interpolare s = 1,3 mm/rot

, conform tabelul 2.15

3) Viteza, forta si puterea de aschiere :

V = 19,3 [ m/min ];

= 344,0 [daN];

P = 1,38 [kW].

(extras tabelul 2.15 )

Adâncimea t [mm]

Viteza

Forta

Puterea

Avansul s [mm/rot ]

0,80 1,00 1,20 1,60

1,85

V

Fz

Pe

25,2

253,8

1,33

21,7

300,0

1,36

19,3

344,0

1,38

15,9

426,8

1,42

Turatia sculei aschietoare: