Date post: | 26-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | luciana-murgescu |
View: | 107 times |
Download: | 2 times |
1
1. Datele iniiale necesare proiectrii
Procesele tehnologice de prelucrare mecanic (PTPM) reprezint cea mai complex
component a proceselor de fabricare a pieselor i genereaz de obicei costurile cele mai mari.
Obiectivul activitilor de proiectare a acestor procese l constituie elaborarea unei
documentaii tehnologice prin aplicarea creia s se obin piese cu calitile cerute de
documentaia de execuie, n cantitile prevzute n planul de producie, cu costuri minime.
Datele iniiale necesare proiectrii PTPM sunt:
- documentaia de execuie;
- planul de producie;
- baza material;
- condiii suplimentare;
Documentaia (proiectul) de execuie constituie elementul esenial i n varianta
complet conine: desenul de ansamblu, desene de subansamble, desene de execuie pentru
piese (repere), borderou de desene, memoriu tehnic. In anumite situaii, proiectarea PTPM al
unei piese se poate face i numai pe baza desenului de execuie care trebuie s conin toate
informaiile necesare obinerii piesei respective cu calitatea cerut de condiiile de funcionare
n cadrul ansamblului din care face parte.
Planul de producie trebuie s permit stabilirea numrului de repere (piese) ce
trebuie fabricate ntr-o perioad de timp dat, stabilindu-se pe aceast baz caracterul
produciei (unicat, individual, de serie sau de mas).
Stabilirea tipului produciei se poate face orientativ n funcie de volumul produciei i
de masa unei piese, aa cum este artat n tabelul 1.1.
Tabelul 1.1. Stabilirea tipului produciei
Volumul produciei, buc/an
pentru piese avnd masa mp: Tipul
produciei < 5kg 510 kg 10100 kg
Limitele
indicatorului
ki
Individual pn la 100 pn la 10 pn la 5
Serie mic 100500 10200 5100 >20
Serie mijlocie 5001000 200500 100300 1020
Serie mare 100050000 5005000 3001000 110
De mas peste 50000 peste 5000 peste 1000 1
2
Baza material se refer la mainile unelte i SDV-urile necesare fabricrii pieselor
conform planului de producie; pot aprea dou situaii:
1. Fabricaia se realizeaz ntr-o unitate de producie existent care are o anumit
dotare cu utilaje i SDV-uri; n acest caz proiectantul tehnologiei trebuie s dein informaii
exacte despre performanele tehnologice ale mainilor-unelte, dispozitivelor de bazare i
fixare, mijloacelor de control existente
2. Fabricaia se va realiza ntr-o unitate nou, ce urmeaz s se doteze; procesele
tehnologice proiectate trebuie s in seama de cele mai noi realizri n domeniu, astfel nct
pe baza proiectului tehnologic s se achiziioneze utilajul cu performanele cele mai bune de
precizie i productivitate, corespunztoare realizrii condiiilor tehnice specifice produsului
pentru care se proiecteaz tehnologia de prelucrare mecanic.
Condiiile suplimentare au n vedere aspectele legate de respectarea prescripiilor
privind securitatea muncii i protecia mediului, condiiile economico-sociale, gradul de
calificare al forei de munc disponibil, documentaia tehnologic (standarde, normative i
cataloage de scule, crile tehnice ale mainilor-unelte din dotare, normative pentru timpi
auxiliari, standarde pentru semifabricate etc.) disponibil.
Pe baza acestor date iniiale se pot stabili mai multe variante de PTPM pentru aceeai
pies, n funcie i de urmtoarele:
experiena societii comerciale n domeniul tehnologiilor de fabricaie;
cunoaterea tendinelor moderne i a progresului tehnic n domeniu;
puterea de sintez i concepie a proiectantului procesului tehnologic.
2. Etapele proiectrii PTPM
Pentru proiectarea variantelor PTPM i deducerea din acestea a procesului tehnologic
optim este necesar o metodologie fundamentat tiinific aplicat prin urmtoarea
succesiune de etape:
1. Analiza datelor iniiale;
2. Alegerea semifabricatului;
3. Stabilirea succesiunii operaiilor tehnologice;
4. Stabilirea succesiunii etapelor i a procedeelor de prelucrare mecanic;
5. Determinarea erorilor de instalare pentru fiecare aezare;
6. Determinarea adaosurilor de prelucrare i a dimensiunilor interoperaionale;
3
7. Stabilirea sistemelor tehnologice;
8. Calculul parametrilor regimurilor de achiere;
9. Calculul normelor tehnice de timp;
10. Cercetarea aspectelor economice i stabilirea variantei optime a procesului
tehnologic;
11. Elaborarea documentaiei tehnologice i de control.
Nivelul de abordare i rezolvare a problemelor specifice fiecrei etape depinde n
principal de tipul produciei i complexitatea piesei; n cazul produciei individuale a unor
piese relativ simple, se accept i rezolvri aproximative, bazate pe similitudinea total sau
parial cu alte piese fabricate anterior; n cazul produciei de serie sau de mas rezolvarea
fiecrei etape se face pe baza unor modele de calcul , principii i reguli ale tehnologiei
mecanice.
3. Analiza datelor iniiale
Pe baza analizei caracteristicilor tehnice, a condiiilor de exploatare, a volumului
produciei i a condiiilor suplimentare se stabilete caracterul general al procesului tehnologic
i tipul produciei.
Importana cea mai mare o are analiza documentaiei de execuie n general i a
desenului piesei n special, deoarece pe aceast baz pot fi propuse proiectantului de produs
mbuntiri constructive (form, precizie dimensional, calitatea suprafeei, materiale) care
s uureze fabricaia i s conduc la reducerea costului produsului.
Analiza critic a desenului de execuie trebuie s evidenieze n principal
tehnologicitatea piesei i se au n vedere urmtoarele aspecte:
reprezentarea i cotarea corect i complet conform regulilor desenului tehnic a
piesei; pe ct posibil sistemul de cotare s fie i tehnologic, evitndu-se astfel calculul unor
dimensiuni de ctre proiectantul tehnolog sau de ctre operator;
cotele funcionale s aib precizia indicat prin abateri (inferioar i superioar),
clasa de calitate ISO i poziia cmpului de toleran, iar pentru cotele libere s se indice
precizia conform standardelor sau normelor ce reglementeaz acest aspect;
s existe indicaii privind rugozitatea tuturor suprafeelor i indicaii privind alte
condiii de calitate a stratului superficial (duritate, acoperire sau ncrcare cu alte materiale
etc.);
4
s fie precizat materialul piesei, standardul sau norma dup care se elaboreaz,
tratamentul termic final i caracteristica ce se controleaz dup tratament;
condiiile tehnice suplimentare privind caracteristici mecanice impuse
materialului, tratamente termochimice, raze de racordare i teituri, indicaii tehnologice (de
exemplu prelucrarea unor suprafee mpreun cu alte piese pentru asigurarea preciziei la
montaj) etc.
analiza impactului ecologic al fabricrii i exploatrii produsului.
In cazul n care se constat necesitatea introducerii unor modificri n documentaia de
execuie pentru mbuntirea tehnologicitii sau eliminarea unor neconcordane, proiectantul
tehnolog face propunerile respective proiectantului de produs care este singurul autorizat s
modifice documentaia de execuie.
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se va elabora desenul corectat al
piesei. Se vor avea n vedere urmtoarele:
- desenul se va ncadra pe format A4 sau A3 si se va utiliza indicatorul stabilit
de catedra de specialitate pentru UPG;
- corectitudinea reprezentrii complete a piesei;
- cotarea completa si pe cat posibila tehnologic;
- nscrierea pe desen a abaterilor i claselor de precizie; pentru cotele libere se
va preciza gradul de executie conform EN22768;
- simbolizarea corect a materialului, precizarea strii de tratament si a
caracteristicilor mecanice (cel puin valoarea duritii )
4. Alegerea semifabricatului
Alegerea semifabricatului pentru piesele prelucrate mecanic presupune stabilirea
formei, dimensiunilor i metodei tehnologice de obinere a acestuia. Deoarece costul
prelucrrilor mecanice depinde de cantitatea de material ndeprtat, semifabricatul trebuie s
fie ct mai apropiat ca form i dimensiuni de piesa finit, ceea ce i va mri costul. Rezult
c alegerea semifabricatului este o problem de optim tehnico-economic ce se rezolv innd
seama de: forma i dimensiunile piesei, materialul prevzut pentru aceasta n desenul de
execuie i caracterul produciei.
Tipul materialului prevzut prin proiectare pentru realizarea piesei impune ntodeauna
5
metoda tehnologic de obinere a semifabricatului (turnare, deformare plastic, sudare etc.).
Procedeul tehnologic din cadrul unei metode se stabilete pe baza a dou criterii:
costul generat de semifabricat ;
indicele de utilizare a materialului.
Costul generat de semifabricat Csf se determin cu relaia:
++=100
1pm
dgudrdrusfsfsf
RCCmCmC , (4.1)
unde msf este masa semifabricatului, Cusf costul pe unitatea de mas a semifabricatului, mdr
masa deeurilor recuperabile, Cudr costul pe unitatea de mas a deeurilor, Cd costul
operaiei de degroare, Rpm regia secie de prelucrare mecanic.
Indicele de utilizare a materialului sf
p
mm
mK = (mp masa piesei) arat gradul de
apropiere dintre forma i dimensiunile semifabricatului i ale piesei.
Sunt i cazuri n care condiii tehnice speciale cerute piesei (de exemplu, obinerea
unui fibraj continuu pentru asigurarea rezistenei la oboseal) impun utilizarea unei anumite
metode tehnologice de obinere a semifabricatului.
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor avea n vedere urmtoarele:
- Precizarea caracteristicilor materialului: compoziie chimic, stare de tratament,
caracteristici mecanice (tabele);
- Se va prezenta schia semifabricatului cu forma i dimensiunile acestuia.
5. Stabilirea succesiunii operaiilor tehnologice
Succesiunea operaiilor tehnologice n procesul de fabricare a pieselor influeneaz
asupra performanelor de precizie i calitate a suprafeelor piesei, i asupra costului
fabricaiei. Optimizarea proceselor tehnologice de fabricare se realizeaz att prin
optimizarea parametrilor operaiilor tehnologice ct i prin stabilirea unei succesiuni optime
acestora ce se obine pe baza urmtoarelor principii:
1. Suprapunerea i unificarea bazelor constructive, tehnologice, de msurare i de
montaj pentru asigurarea cu costuri minime a condiiilor tehnice de precizie i poziie
reciproc; aceste condiii pot fi realizate cu cea mai bun precizie dac suprafaa de referin
i cea raportat la aceasta se prelucreaz n aceeai aezare.
6
2. Prelucrarea n primele operaii sau aezri a suprafeelor ce vor constitui baze
tehnologice sau baze de msurare pentru urmtoarele operaii sau aezri i a suprafeelor ce
pot descoperi defectele ascunse ale semifabricatului.
3. Reducerea numrului de operaii, aezri i faze prin asocierea geometric i
tehnologic a suprafeelor de prelucrat.
4. Plasarea corect a operaiilor de tratament termic i prevederea unor operaii de
eliminare a deformaiilor ce pot rezulta dup aceste tratamente i de refacere a calitii
suprafeei (de exemplu, dup tratamentul termic de mbuntire se vor prelucra mecanic toate
suprafeele chiar dac precizia i rugozitatea unor suprafee se puteau realiza la operaia de
degroare anterioar tratamentului);
5. Realizarea n operaii distincte a fazelor de degroare i a fazelor de finisare i de
superfinisare (prelucrare de mare finee) pentru optimizarea utilizrii mainilor-unelte i a
SDV-urilor prin alegerea acestora n funcie de precizia prelucrrii.
6. Prelucrarea ctre sfritul procesului tehnologic a suprafeelor cu precizie
ridicat i rugozitate mic ce se pot deteriora n timpul manipulrilor i a suprafeele care pot
reduce rigiditatea semifabricatului;
7. Stabilirea unui numr raional de operaii de control dimensional sau
nedistructiv, astfel nct s se depisteze ct mai devreme apariia unui rebut, dar fr s se
ncarce procesul tehnologic cu un numr excesiv de operaii de control care vor scumpi inutil
fabricaia.
Pentru cele mai utilizate tipuri de semifabricate n tabelul 4.1 se prezint succesiunea
operaiilor tehnologice de fabricare a pieselor.
7
Tabelul 4.1. Succesiunea generic a operaiilor tehnologice
Semifabricate turnate (oel sau font) Semifabricate deformate plastic la cald
Tratamente termice preliminare
(recoacere de omogenizare, recoacere
complet, recoacere de grafitizare, dup
caz)
Prelucrri de degroare prin achiere
Control i remedierea defectelor de
turnare dac este cazul
Tratamente termice intermediare
(recoacere de detensionare, mbuntire,
dup caz)
Prelucrri de finisare prin achiere
Tratamente termice finale - dac sunt
prevzute
Prelucrri de finisare cu abrazivi
(rectificare)
Prelucrri de mare finee dac este
cazul Control final
Deformare plastic la cald (forjare,
matriare)*
Tratamente termice preliminare
recoacere complet sau normalizare*
Prelucrri de degroare prin achiere
Tratamente termice intermediare
(mbuntire, carburare, dup caz)
Prelucrri de finisare prin achiere
Tratamente termice finale (clire
superficial, clirea pieselor carburate,
etc.), dac sunt prevzute Prelucrri de finisare cu abrazivi
(rectificare)
Tratament termochimic de nitrurare
dac este cazul
Prelucrri de mare finee
Control final
* In cazul semifabricatelor laminate aceste
operaii sunt nlocuite cu debitarea
Aceast succesiune are un caracter generic care nu ine seama de particularitile
specifice fiecrui material sau semifabricat. De exemplu, dac semifabricatul unei piese din
oel de mbuntire are precizie ridicat i adaosurile de prelucrare sunt mici, tratamentul
termic de mbuntire poate fi aplicat naintea operaiilor de degroare prin achiere.
In tabelul 4.1 nu s-au prevzut operaii distincte de control intermediar deoarece
controlul dimensional se face dup fiecare faz de prelucrare mecanic; se prevd aceste
operaii numai n cazurile n care sunt impuse de condiiile concrete ale fabricaiei.
6. Stabilirea succesiunii etapelor i a procedeelor de prelucrare mecanic
Prin etape de prelucrare n realizarea unei suprafee se neleg operaiile, aezrile,
fazele i trecerile necesare realizrii condiiilor tehnice impuse suprafeei. Indiferent de
procedeul de prelucrare aceste etape pot fi: de degroare de semifinisare, de finisare i de
superfinisare (mare finee)
Etapele de degroare au drept scop apropierea formei i dimensiunilor
semifabricatului de forma i dimensiunile piesei (reducerea i uniformizarea adaosurilor de
prelucrare) i evidenierea eventualelor defecte ascunse ale semifabricatului.
Etapele de semifinisare apar atunci cnd adaosurile mari nu au permis preluarea
neuniformitilor printr-o singur trecere la degroare; au drept scop creterea preciziei
8
suprafeelor care constituie baze tehnologice la prelucrrile ulterioare.
Etapele de finisare (cu scule achietoare metalice sau cu abrazivi) au drept scop
asigurarea preciziei dimensionale, a poziiei reciproce i a rugozitii suprafeelor
Etapele de superfinisare (prelucrare de mare finee) au drept scop obinerea
rugozitii n cazul cnd se prevd prescripii deosebite n acest sens; abaterile dimensionale
pot fi corectate numai n mic m[sur, iar abaterile de form i poziie nu pot fi nlturate prin
aceste etape de prelucrare. Deoarece costurile acestor etape sunt ridicate (de aproximativ 4 ori
mai mari dect la finisare), prescrierea la proiectare a unor condiii speciale pentru rugozitatea
i calitatea stratului superficial trebuie fcut cu discernmnt pe baza analizei condiiilor de
exploatare a piesei.
Fiecare etap de prelucrare mecanic este caracterizat de precizia economic i
rugozitatea economic, definite ca fiind valorile ce se obin n condiii normale de fabricaie
(maini-unelte cu precizie uzual, for de munc mediu calificat etc). In literatura de
specialitate exist tabele cu clasele de precizie economic i valori ale rugozitii Ra pentru
etapele menionate mai sus ale metodelor de prelucrare mecanic. In tabelul 4.2. se prezint
n sintez limitele orientative ale acestor parametri pentru etapele de prelucrare mecanic, fr
diferenierea dup metoda de prelucrare (strunjire, frezare rabotare etc.)
Tabelul 4.2. Precizii i rugoziti economice
Tipul prelucrrii Clase ISO de precizie economic
Rugozitate economic Ra,
m Degroare (cu scule metalice
sau abrazivi)
IT14IT12 2512,5
Semifinisare cu scule metalice
sau abrazivi)
IT13IT11 12,56,3
Finisare cu scule metalice IT10IT8 6,33,2 (1,6)*
Finisare cu abrazivi IT6IT7 1,60,8 (0,4)*
Mare finee Toate preciziile** 0,40,025 * Valori limit ce impun condiii speciale pentru operaia respectiv;
** Sunt cazuri n care rugozitatea este condiia principal
Vezi i tabele separate cu precizii si rugozitati economice
Pe baza indicaiilor privind precizia economic i rugozitatea economic se stabilete
pentru fiecare suprafa ultima etap de prelucrare mecanic.
Succesiunea etapelor de prelucrare pentru fiecare suprafa pornind de la semifabricat
pn la ultima operaie se stabilete innd seama de principiile generale ce se aplic la
stabilirea succesiunii operaiilor (v.scap. 4.5) i de urmtoarele aspecte:
1. Precizia i rugozitatea fiecrei suprafee trebuie s creasc treptat, ceea ce
9
nseamn c se vor include toate etapele anterioare ultimei etape stabilit pentru suprafaa
respectiv; preciziile i rugozitile acestor etape intermediare se stabilesc pe baza datelor
privind precizia i rugozitatea economic (v. tabel 4.2.)
2. Metodele de prelucrare se aleg n funcie de forma i dimensiunile suprafeelor,
prelucrabilitatea materialului, utilajul tehnologic disponibil, productivitatea necesar
obinerii unui cost minim.
3. Schemele de bazare i fixare se stabilesc astfel nct s se elimine (sau diminueze)
erorile de instalare prin utilizarea ca baze tehnologice a bazelor de msurare i s se reduc
numrul i tipul dispozitivelor corespunztoare.
4. Prelucrarea din aceeai aezare a suprafeelor pentru care exist condiii severe
de poziie reciproc (concentricitate, perpendicularitate, coaxialitate etc.)
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor avea n vedere urmtoarele:
- Filmul tehnologic conine schiele aezrilor i constituie parte grafic a
proiectului cu format impus (vezi model);
- Schia aezrii va conine:
o schia piesei cotat cu dimensiunile corespunztoare la sfritul prelucrrilor din aezarea respectiv; suprafeele care se prelucreaz se deseneaz ngroat;
o simbolizarea orientrii i fixrii; o reprezentarea micrii principale de achiere i a micrilor de avans; o numerotarea suprafeelor n concordan cu numrul fazei respective; o reprezentarea prii active a sculelor n poziie de lucru mpreun cu
micrile pe care le execut. - Se va preciza simbolul/denumirea sculei, productorul sau standardul dupa care se
produce;
- S e va preciza tipul utilajului pe care se realizeaz operaia
7. Determinarea adaosurilor de prelucrare i a dimensiunilor interoperaionale
Adaosul de prelucrare pentru prelucrarea mecanic este mrimea stratului de metal,
msurat pe direcia normalei la suprafaa prelucrat, ce se ndeprteaz prin achiere.
Valoarea adaosurilor de prelucrare trebuie s fie astfel determinat nct s se asigure
obinerea preciziei dimensionale i a calitii suprafeei cu costuri minime n condiiile
concrete ale fabricaiei.
Adaosurile de prelucrare prea mari conduc la scumpirea fabricaiei prin creterea
10
numrului de faze de prelucrare, creterea consumului de scule, creterea consumului de
energie, uzarea prematur i excesiv a utilajelor.
Adaosurile de prelucrare mici nu permit obinerea preciziei i rugozitii suprafeei
prin procedee economice, crete pericolul apariiei rebuturilor, ceea ce va avea drept
consecin tot creterea costurilor.
Adaosul total At pe o suprafa se ndeprteaz prin mai multe faze de prelucrare a
cror precizie crete treptat pn la precizia (i rugozitatea ) impus suprafeei n desenul de
execuie, i crora le va fi alocat un adaos de prelucrare al fazei Ai, astfel c rezult:
=
=n
i
it AA1
, (4.2)
unde n este numrul fazelor de prelucrare pe suprafaa respectiv
Deoarece fiecare faz de prelucrare este caracterizat de o anumit precizie, tolerana
Ti a dimensiunii de obinut la faza considerat i este i tolerana adaosului de prelucrare Ai i
este plasat corespunztor elementului unitar din sistemul de tolerane ISO ( h pentru arbore
unitar, H pentru alezaj unitar); n acest mod la prelucrare ntodeauna se atinge mai nti
dimensiunea nominal aa cum se observ din figura 4.1 n care se prezint schemele
dispunerii adaosurilor de prelucrare pentru suprafeele exterioare (fig. 4.1a) i pentru
suprafeele interioare (fig. 4.1b). Tot din aceste scheme se observ c la semifabricate la care
se prescriu abateri simetrice, n adaosul de prelucrare se consider numai partea din cmpul
de toleran situat n corpul piesei fa de dimensiunea nominal.
In cazul pieselor cu simetrie de rotaie sau al suprafeelor plane opuse ce se
prelucreaz simultan, adaosul de prelucrare este simetric, astfel c pentru analiza adaosului de
prelucrare al fazei i se consider schemele din figura 4.2, din care rezult:
a) pentru suprafeele exterioare (fig. 4.2a)
- adaosul nominal al fazei i: iii ddA = 12 (4.3a)
- adaosul minim al fazei i: iii ddA = 1minmin2 (4.3b)
- adaosul maxim al fazei i: iii ddA minmax2 1 = (4.3c)
unde di-1 i di sunt dimensiunile nominale (maxime) ale fazei anterioare i-1 respectiv fazei
considerate i, dmini-1 i dmini sunt dimensiunile minime pentru aceleai faze.
11
Fig. 4.1. Schemele adaosurilor de prelucrare:
a- pentru suprafee tip arbore; b pentru suprafee tip alezaj
b) pentru suprafeele interioare (fig. 4.2b):
- adaosul nominal al fazei i: 12 = iii DDA (4.4a)
- adaosul minim al fazei i: 1maxmin2 = iii DDA (4.4b)
- adaosul maxim al fazei i: 1maxmax2 = iii DDA (4.4c)
unde Di-1 i Di sunt dimensiunile nominale (minime) ale fazei anterioare i-1 respectiv fazei
considerate i Dmaxi-1 i Dmaxi sunt dimensiunile maxime pentru aceleai faze.
12
Fig. 4.2. Adaosurile de prelucrare ale fazei:
a- pentru suprafee tip arbore; b pentru suprafee tip alezaj
Valorile optime ale adaosurilor de prelucrare se pot determina prin metoda
experimental statistic sau prin metoda analitic, n funcie de caracterul produciei i de
dimensiunile piesei.
Metoda experimental statistic se bazeaz pe stabilirea adaosurilor nominale Ai cu
ajutorul standardelor sau normativelor, care sub form tabelar recomand valori ale
adaosurilor de prelucrare ce au rezultat din prelucrarea statistic a datelor din experiena
uzinal.
Exist standarde cu adaosurile nominale pentru operaiile de rectificare, tabele n
literatura de specialitate cu adaosurile nominale pentru operaiile de finisare cu scule
achietoare (strunjire, frezare, rabotare etc.) i standarde care indic valorile adaosurilor totale
At i tolerana Ts pentru diferite tipuri de semifabricate (forjate liber, matriate, turnate).
Adaosurile din standard sunt stabilite n ipoteza c pe suprafaa respectiv se vor
executa toate tipurile de operaii (degroare, semifinisare, finisare, rectificare, prelucrri de
mare finee) astfel c de obicei aceste adaosuri sunt acoperitoare. Metoda se aplic n cazul
pieselor de dimensiuni reduse fabricate n condiiile produciei individuale i de serie mic.
Metoda analitic de calcul a adaosurilor de prelucrare se bazeaz pe analiza
factorilor care influeneaz mrimea adaosului, determinarea valorii componentelor adaosului
i sumarea acestora. Metoda ine seama de condiiile concrete n care are loc prelucrarea
mecanic a suprafeei respective i permite punerea n eviden a posibilitilor de reducere a
adaosului i prin aceasta reducerea costului fabricaiei. Aplicarea practic este relativ dificil
datorit volumului mare de calcule i de informaii necesare despre procesul tehnologic, astfel
c utilizarea ei este potrivit pentru producia de serie mare i de mas, sau n cazul pieselor
de dimensiuni mari i a pieselor din materiale scumpe.
Adaosul de prelucrare al unei faze este determinat de abaterile rezultate la prelucrrile
13
anterioare ce trebuie nlturate i de erorile la prelucrarea considerat dup cum urmeaz:
- rugozitatea suprafeei Rzi-1 rezultat la faza anterioar celei considerate;
- mrimea stratului de material Si-1 afectat de prelucrrile anterioare;
- abaterile de la poziia nominal a suprafeei prelucrate fa de bazele de referin
ale semifabricatului (abateri spaiale) i-1 rmase dup prelucrrile anterioare;
- erorile de instalare i la aezarea n cadrul creia se execut faza de prelucrare
considerat.
Prin calcul se determin pentru fiecare faz i valoarea adaosului minim Amini dup
cum urmeaz:
a) pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafee de revoluie:
( ) 22 111 22min2 iiiii SRzA +++= , (4.5)
unde se observ c abaterile spaiale i-1 i erorile de instalare i fiind dirijate dup anumite
direcii s-au considerat mrimi vectoriale, sumndu-se ca atare.
b) pentru adaosuri pe suprafee plane opuse, prelucrate separat sau pentru o singur
suprafa:
iiiii SRzA +++= 111min (4.6)
Pentru diferite cazuri concrete, unii din termenii relaiilor (4.5) i (4.6) pot lipsi: de
exemplu, la bazarea i fixarea ntre vrfuri se neglijeaz erorile de instalare i pentru calculul
adaosurilor pe diametru, iar la calculul adaosurilor pentru prelucrrile la care scula este
ghidat de suprafa, se neglijeaz att abaterile spaiale i-1 ct i erorile de instalare i ce nu
pot fi nlturate n acest caz.
Pe baza adaosurilor Amini se pot determina dimensiunile interoperaionale
(intermediare) pentru suprafeele piesei de prelucrat. Dimensiunile interoperaionale ale unei
suprafee sunt dimensiunile pe care le capt succesiv, plecnd de la semifabricat, la
dimensiunea din desenul de execuie. Aceste dimensiuni au caracter tehnologic i se
precizeaz n documentaia de fabricaie.
Valorile nominale ale dimensiunilor intermediare se determin pe baza schemelor
prezentate n figura 4.2, pornindu-se de la dimensiunea final (nscris n desenul de execuie)
considerat di sau Di dup cum suprafaa este exterioar sau interioar:
11 min2 ++= iiii TAdd ; 11 min2 = iiii TADD (4.7)
Toleranele Ti-1, Ti-2 etc. ale dimensiunilor intermediare, se stabilesc pe baza preciziei
i rugozitii economice (v. tabelul 4.2). Aa cum s-a artat anterior pentru uurarea
14
controlului dimensional aceste cmpuri de toleran se plaseaz n poziia elementului unitar
al sistemului ISO de tolerane (h pentru arbore unitar, H pentru alezaj unitar).
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor determina adaosurile totale
i adaosurile intermediare prin metoda experimental statistic.
8. Stabilirea sistemelor tehnologice
Stabilirea sistemului tehnologic presupune stabilirea mainilor-unelte, a sculelor
achietoare, a dispozitivelor de bazare i fixare, a dispozitivelor de fixare a sculelor i a
mijloacelor de control pentru toate operaiile de prelucrare mecanic.
Mainile-unelte se aleg pe baza analizei urmtoarelor aspecte:
forma, dimensiunile i materialul piesei, factori care influeneaz tipul mainii i
rigiditatea necesar;
caracteristicile suprafeei (precizie i rugozitate) i tipul prelucrrii (degroare,
semifinisare etc.);
tipul fabricaiei;; i productivitatea impus;
gama de maini unelte disponibile.
Pentru tipo-dimensiunea de main aleas trebuie s se cunoasc: dimensiunile
maxime ale piesei ce poate fi prelucrat pe maina respectiv, puterea motoarelor de
acionare, gama de turaii i avansuri (sau limitele acestora n cazul posibilitii de
modificare continu), dispozitivele de prindere (dotare standard i dotarea extins).
Sculele achietoare se aleg n funcie de forma i dimensiunile suprafeei de prelucrat,
tipul prelucrrii i materialul piesei, tipul i dimensiunile mainii-unelte. Alegerea sculelor
presupune stabilirea tipului, formei, dimensiunilor i materialului prii active. Se recomand
utilizarea sculelor standardizate care sunt fabricate de productori specializai i care se
gsesc n mod curent pe pia. Utilizarea unor scule speciale este nsoit de cheltuieli
suplimentare ce pot fi justificate numai dac nu este posibil prelucrarea cu scule
standardizate sau se obin creteri de productivitate ce conduc la reducerea costurilor de
fabricaie.
Partea activ a sculei achietoare trebuie s permit utilizarea unor regimuri de achiere cu
viteze ct mai mari, n condiiile unei durabiliti corespunztoare a tiului. Pe lng materialele
clasice (oeluri carbon de scule, oeluri aliate, oeluri nalt aliate pentru scule (oeluri rapide) i
carburi metalice) se utilizeaz din ce n ce mai frecvent materiale noi cum ar fi materialele
15
ceramice i materialele metalo-ceramice (cermei) care au duritatea 9095 HRC (apropiat de a
diamantului) i suport temperaturi de peste 1000 oC, ceea ce permite achierea cu viteze foarte
mari. Principalul neajuns este legat de fragilitatea ridicat, ceea ce limiteaz utilizarea lor numai la
operaii de finisare cu adncimi mici de achiere i adaos uniform.
Dispozitivele de bazare i fixare a semifabricatelor trebuie s aib caracter
universal n cazul produciei de unicate, individual sau de serie mic, s fie precise i s
permit fixarea sigur a piesei n timpul prelucrrii. In general, aceste dispozitive sunt n
dotarea curent a mainiiunelte
In producia de serie mare i de mas se folosesc dispozitive specializate, cu acionare
pneumatic sau hidraulic, ce se proiecteaz i se realizeaz n procesul de pregtire a
fabricaiei produsului.
Dispozitivele de fixare a sculelor sunt de obicei standardizate sau normalizate n
concordan cu tipul sculei i al mainiiunelte, n dotarea creia intr de obicei. Creteri
importante de productivitate se obin prin utilizarea unor dispozitive modulare, ce constau
dintr-un element de baz staionar pe main, la care se ataeaz dispozitive interschimbabile
de prindere a sculelor.
Mijloacele de control se aleg n funcie de caracterul i precizia parametrilor msurai
i de caracterul produciei. Se utilizeaz din ce n ce mai mult mijloace de msurat cu afiare
digital i controlul automat al dimensiunilor, chiar pe maina ce efectueaz prelucrarea.
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor avea n vedere urmtoarele:
- Pentru fiecare masin unealt se vor preciza cel puin:
o dimensiunile maxime ale piesei ce sepoate prelucra;
o puterea motorului principal de acionare;
o gama de turaii i avansuri n cazul mainilor cu reglare n trepte;
o tipul dispozitivelor de fixare a pieselor cu care este dotat.
- Sculele achietoare dispozitivele i verificatoarele (SDV) se vor alege din
cataloage ale productorilor (pentru scule se recomand catalogul SANDVICK Coromant;
- Pentru scule se va preciza geometria prii active i modul de prindere pe main
9. Determinarea parametrilor regimurilor de achiere
Calculul regimurilor de achiere se realizeaz n condiiile admiterii unui criteriu
determinant costul minim sau productivitatea maxim. In mod uzual calculele se fac n
16
ipoteza obinerii unui cost minim, dar pentru cazurile n care prelucrarea respectiv poate
constitui un loc ngust al procesului n ansamblu (limiteaz fluxul tehnologic), se admite
ipoteza productivitii maxime.
Elementul esenial n stabilirea parametrilor regimului de achiere l constituie
durabilitatea sculei achietoare, definit ca durata de utilizare efectiv ntre dou reascuiri.
Valoare durabilitii apreciat experimental-statistic, pe tipuri de scule pentru anumite condiii
standard de achiere este dat n normative, sau n cataloagele productorilor.
Durabilitatea poate fi i calculat n funcie de ipoteza aleas:
a) Pentru adoptarea ipotezei costului minim:
+
=
st
sc
ocC
C
m
mT 0
1 , (4.7)
unde Toc este durabilitatea optim (economic) pentru cost minim, m este exponentul
durabilitii i se stabilete experimental, o timpul necesar schimbrii sculei, Cst salariul
tarifar pe or pentru muncitorul de la maina unealt, Csc costul de exploatare a sculei
stabilit cu relaia:
s
s
rsasscn
CCC += , (4.8)
unde as este norma de timp la ascuirea sculei, Crs salariu tarifar pe unitatea de timp al
muncitorului care ascute scula, Cs costul iniial al sculei, ns numrul de reascuiri ale
sculei.
b) Pentru cazul obinerii productivitii maxime:
0
1
m
mTop
= , (4.9)
unde Top este durabilitatea optim pentru productivitate maxim (durabilitatea tehnic
optim).
Din figura 4.3 n care este reprezentat variaia costului i a productivitii n funcie
de durabilitate se constat c cele dou valori optime nu coincid, dar exist un domeniu de
compromis (cel haurat) n care trebuie s se situeze n durabilitatea pentru a ndeplini
condiiile tehnico-economice
In funcie de tipul prelucrrii pentru sculele cu tiuri din materiale clasice (oeluri
rapide, carburi metalice), exist urmtoarele valori recomandate pentru durabilitate: T =
6090 min pentru strunjire, gurire, filetare pe maini universale, T = 240420 min pentru
strunjire pe strunguri revolver, semiautomate sau automate, T = 90120 min la rabotare, T =
120180 min la frezare pe maini universale.
17
In cazul prelucrrilor prin reglarea la dimensiune durabilitatea poate fi determinat de
criterii tehnologice legate de precizia sau rugozitatea suprafeei, rezultnd astfel o durabilitate
tehnologic, stabilit pe baza toleranei la dimensiune (v. fig. 4.4a) sau rugozitii maxime
admise (v. fig. 4.4b).
Fig. 4.3. Influena durabilitii asupra
productivitii i costului
Fig. 4.4. Stabilirea Durabilitii tehnologice la
prelucrarea suprafeelor interioare: a precizie garantat; b rugozitate garantat
Dup stabilirea durabilitii T pe baza unui din criteriile artate anterior, se poate trece
la calculul parametrilor regimului de achiere, care presupune determinarea pentru fiecare
faz a urmtoarelor mrimi: adncimea de achiere t, avansul s, viteza de achiere v (respectiv
turaia n ) i puterea necesar P.
Adncimea de achiere t se stabilete n funcie de mrimea adaosului de prelucrare
Ai i a tipului prelucrrii, pe baza criteriului minimizrii numrului de treceri pe o suprafa.
In mod uzual, adaosurile de prelucrare sunt astfel determinate nct pentru prelucrrile cu
scule achietoare metalice ntreg adaosul fazei s fie ndeprtat ntr-o singur trecere, ceea ce
pentru suprafeele cu simetrie de rotaie nseamn t = 2Ai/2 = Ai , unde Ai este adaosul pe raz.
La fazele de degroare acest lucru poate s nu fie posibil dac s-au utilizat
semifabricate mai ieftine cu adaosuri mari, sau piesa are configuraie complex. In aceste
cazuri se stabilete o adncime de achiere t realizabil la faza respectiv i se calculeaz
numrul de treceri i cu relaia ;
t
Ai
dg= , (4.10)
unde Adg este adaosul pe raz (sau pe o singur fa la suprafeele plane)
Avansul de achiere s se stabilete n funcie de natura prelucrrii, rigiditatea i
puterea mainii i de adncimea de achiere t.
La prelucrrile de degroare avansul trebuie s fie ct mai mare pentru creterea
productivitii; valoarea superioar este limitat de rigiditatea sistemului MUDSP i de
18
puterea motorului de acionare a mainii. Valori experimentale pe tipuri de prelucrri n
funcie de dimensiunile suprafeei i adncimea de achiere se gsesc n literatura de
specialitate.
La prelucrrile de finisare, avansurile de achiere sunt mai mici i se stabilesc n
funcie de rugozitatea impus suprafeei, existnd valori recomandate pe baza cercetrilor
experimentale i a practicii uzinale.
Viteza de achiere v se calculeaz pe baza relaiei Time Taylor dintre vitez i
durabilitatea sculei: .constvT m = , de unde se poate particulariza:
1221 ...KKKstT
Cv
vv yxm
v= , [m/min] (4.11)
n care: Cv este o constant, determinat experimental n funcie de tipul prelucrrii i cuplul
material de prelucrat scul, m, xv, yv exponeni determinai experimental pentru anumite
condiii de achiere, T durabilitatea tehnico-economic i K1 K12 - coeficieni prin care se
ine seama de condiiile concrete ale prelucrrii (prelucrabilitatea prin achiere i duritatea
materialului, starea suprafeei, geometria i materialul prii active a sculei, gradul de uzare al
acesteia, lichidul de rcire); coeficienii pentru factorii care corespund condiiilor n care s-au
determinat ceilali termeni ai relaiei (4.11) au valoarea Ki = 1.
La utilizarea relaiei (4.11) se impune ca valorile tuturor termenilor i coeficienilor de
corecie Ki, s fie preluai din aceeai surs, deoarece pot exista diferene legate de condiiile
experimentale n care s-au stabilit.
Dup determinarea vitezei se calculeaz turaia n a piesei (a sculei dac aceasta
execut micarea principal de achiere) sau numrul de curse duble pe minut ncd ,n cazul
micrii liniare:
D
vn
pi1000
= [rot/min] (4.12)
c
cdL
vn
1000= [c.d./min] (4.13)
n care v este viteza de achiere n m/min , D diametrul piesei (sau al sculei) n mm, Lc
lungimea cursei n cazul micrii liniare de achiere, n mm.
Pe baza valorilor obinute cu relaiile (4.12) sau (4.13), se aleg cele mai apropiate
valori din gama de turaii (sau curse duble) a mainii utilizate i se recalculeaz viteza real de
achiere vr:
1000
rr
Dnv
pi= [m/min] (4.14)
19
Puterea necesar la achiere Pr se determin cu relaia;
60000
ry
r
vFP = [kW] (4.15)
n care Fy este componenta dup direcia vitezei vr a forei de achiere, i se determin cu
relaii de forma:
FyFy yx
Fyy stCF = [N] (4.16)
n care coeficientul CFy i exponenii xFy i yFy depind de materialul prelucrat, calitatea i
geometria sculei i se stabilesc pe baze experimentale.
Valoarea puterii necesare la achiere Pr se compar cu puterea motorului de acionare
Pm; prelucrarea este posibil dac:
mr PP , (4.17)
n care este randamentul mainii-unelte .
Dac relaia (4.17) nu este ndeplinit ( cel mai probabil n cazul prelucrrilor de
degroare), se alege o valoare mai mic pentru avansul s, sau se reduce adncimea de achiere
t (mrindu-se astfel numrul de treceri) i se reiau calculele de la relaia (4.11). Pentru durate
scurte (10..15 min) se pot admite depiri ale puterii motorului cu 2030%.
Pentru calculul regimurilor de achiere s-au dezvoltat i metode de optimizare pe baza
unor modele matematice care permit obinerea valorilor optime pentru avans i viteza de
achiere n raport cu criteriul adoptat (cost minim sau productivitate maxim). Chiar i n
acest caz, sunt necesare foarte multe date experimentale pentru stabilirea coeficienilor
funciilor restrictive, ceea ce ngreuneaz extinderea metodei, chiar n condiiile utilizrii
mijloacelor electronice de calcul uzuale. Se utilizeaz totui din ce n ce mai mult programe
de calcul specializate incluse n pachete complexe ale proiectrii tehnologice asistate de
calculator (CAM Computer Aided Manufacturing).
Automatizarea complex, a permis reglarea automat a parametrilor regimurilor de
achiere pe baza msurrii unor parametri. Aceste sisteme permit reglarea autoadaptiv, care
presupune modificarea continu a avansului i a vitezei de achiere astfel nct s se menin
constant un anumit parametru (uzura minim a cuitului, putere constant corespunztoare
productivitii maxime etc.)
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor avea n vedere urmtoarele:
- Adncimile de achiere la degroare se determin n funcie de mrimea adaosului
de prelucrare fiind limitate eventual de puterea motrului sau mrimea tiului;
20
- La operaiile de finisare adaosul trebuie s permit realizarea dimensiunii ntr-o
singur trecere;
- Valorile vitezelor de avans,ale vitezelor de achiere i ale puterii necesare la achiere
se determin pe baza recomandrilor productorului sculei (vezi documentatia SANDVICK
Coromant)
- Parametrii regimurilor de achiere se prezint ntabelul format impus anexat.
10. Normarea tehnic la operaiile de prelucrare mecanic
Norma de munc n general, reprezint cantitatea de munc repartizat unui executant
ntr-o perioad de timp pentru efectuarea unei lucrri sau a unui serviciu n anumite condiii
tehnico-organizatorice precizate. In funcie de specificul activitii, normele de munc pot fi
exprimate prin: norma de timp, norma de producie, norma de servire, sfera de atribuiuni etc.
In cazul operaiilor de prelucrare mecanic se folosete cu precdere norma de timp i
mai rar, norma de producie.
Norma de timp este durata repartizat unei operaii, sau altfel spus, este durata
stabilit unui executant care are calificarea corespunztoare i lucreaz cu intensitate normal
pentru activitile desfurate la un loc de munc asupra unui obiect al muncii n condiii
organizatorice date.
Din aceast definiie rezult c norma de timp pentru aceeai activitate poate avea
valori foarte diferite, n funcie de condiiile concrete n care se realizeaz fabricaia, i deci
stabilirea lor trebuie s se bazeze pe o analiz riguroas a posibilitilor tehnico-economice ale
unitii productive. Importana determinrii corecte a normelor de timp rezult din faptul c
ele stau la baza determinrii elementelor care permit compararea proceselor tehnologice i
alegerea variantei optime din punct de vedere al: costurilor salariale, utilizarea capacitilor de
producie, mrimea ciclurilor de fabricaie.
Normele de timp justificate din punct de vedere tehnic se numesc norme tehnice de
timp, iar activitatea de stabilire a lor normare tehnic.
Normele de timp pot fi stabilite utiliznd metode experimental-statistice sau metode
analitice.
Stabilirea normelor experimental statistice se poate face: pe baza experienei
personale a tehnologilor, prin comparaie cu normele existente n unitatea productiv sau pe
baza datelor statistice privind duratele efective nregistrate n trecut pentru operaii similare.
21
Aceast metod permite stabilirea rapid a normei de timp, dar are dezavantajul c
reflect nivelul tehnic al unei perioade trecute, perpetund astfel eventualele neajunsuri
tehnico-organizatorice.
Metoda analitic de normare tehnic se bazeaz pe defalcarea operaiei ce se
normeaz n elementele ei componente, analiza critic a acestora i stabilirea duratelor ce
reprezint componente ale normei tehnice de timp pentru fiecare activitate.
Componentele normei de timp i semnificaiile acestora n cazul operaiilor de
prelucrare mecanic sunt cele prezentate n continuare.
a. Timpul de pregtire ncheiere pi este durata prevzut pentru executarea unor
activiti la locul de munc nainte nceperii i dup terminarea prelucrrii unui lot de piese;
acestea vizeaz: familiarizarea cu documentaia tehnologic, echiparea mainii cu SDV-urile
necesare, reglarea sistemului tehnologic, dezafectarea locului de munc la sfritul prelucrrii
lotului etc.
Timpul de pregtire ncheiere este afectat operaiei de prelucrare din faza de proiectare
tehnologic, iar valorile sale se stabilesc pe baza datelor existente n normative; deoarece se
acord pentru ntreg lotul de piese, la calcul normei de timp se consider numai fraciunea
corespunztoare unei piese adic pi/n, unde n este numrul de piese din lot.
b. Timpul efectiv (operativ) e este durata n cursul creia operatorul supravegheaz
sau execut lucrri necesare pentru modificarea cantitativ i calitativ a obiectului muncii;
are la rndul su dou componente:
- timpul de baz b este durata realizrii efective a modificrilor cantitative i
calitative (timp de main); se calculeaz pentru fiecare faz n funcie de avansul s, turaia
mainii n (sau numrul de curse duble pe minut), lungimea suprafeei prelucrate l, distanele
de intrare i ieire a sculei l1 respectiv l2 i numrul de treceri i:
ins
lllb
21 ++= (4.18)
- timp auxiliar a este durata ce se consum n afara prelucrrilor propriu-zise,
pentru realizarea unui complex de aciuni necesare realizrii prelucrrii. Se compune dintr-o
sum de timpi elementari necesari pentru: orientarea i fixarea semifabricatelor, desfacerea lor
dup prelucrare i depozitarea (timp de prindere-desprindere), mnuirea diferitelor elemente
de comand ale mainii pentru reglarea tehnologic, efectuarea curselor n gol, msurarea
piesei , nlturarea achiilor etc. Timpul auxiliar are o pondere nsemnat n componena
normei de timp, depind de multe ori timpul de baz.
22
c. Timpul pentru deservirea locului de munc d alctuit din timpul de deservire
tehnic dt consumat pentru meninerea n stare normal de funcionare a utilajelor i de
utilizare a sculelor cu care efectueaz sarcinile de munc (refacerea unor reglri, nlocuirea
sculelor uzate, ascuirea sculelor etc.) i timpul de deservire organizatoric do n cursul
cruia executantul asigur organizarea i ngrijirea locului de munc (ndeprtarea achiilor,
curire i ungerea mainii la terminarea schimbului, aezarea sculelor etc.).
Defalcarea timpului de deservire n cele dou categorii se explic prin faptul c
elementele de timp care formeaz dt depind de prelucrarea ce se execut concret, pe cnd do
este consumat ndeobte la executarea oricror lucrri; din aceast cauz dt se stabilete ca
fraciune din timpul de baz (dt = k1b), iar do ca fraciune din timpul efectiv (do = k2 e =
k2(b + a))
d. Timpul de ntreruperi reglementate ir alctuit din: timpul de odihn i
necesiti fiziologice on n cursul cruia activitatea este ntrerupt pentru meninerea
capacitii de munc a executantului, i timpul de ntreruperi condiionate tehnologic i de
organizarea muncii it ce rezult din prescripiile tehnice de folosire a utilajului, din
tehnologia i din activitatea executantului la locul de munc respectiv; timpul de ntreruperi
reglementate se acord ca fraciune din timpul efectiv ir = k3e).
Structura general a normei de timp n este:
irdepi
nn
+++= (4.19)
innd seama de cele artate anterior relaia (4.19) devine:
itondodtab
pi
nn
++++++= , (4.20)
i mai departe,
)()( 321 ababbabpi
n kkkn
+++++++= (4.21)
Din relaia (4.21) se constat c norma de timp poate fi calculat analitic dac se
determin timpul de pregtire ncheiere, timpul de baz i timpul auxiliar, i se stabilesc
valorile coeficienilor k1, k2 i k3; uzual se consider: k1 = 0,010,08, k2 =
0,010,03 i k3 = 0,020,03.
Aceast relaie poate fi scris i sub forma:
be
pi
n kkkn
132 )( ++++= (4.22)
23
i chiar mai condensat,
upi
nn
+= ( 4.23)
n care u reprezint timpul unitar i conine toate componentele normei de timp cu excepia
timpului de pregtire ncheiere. In documentaia tehnologic de cele mai multe ori se indic
timpul unitar u .
In cazul produciei individuale i de serie mic, de multe ori se determin norma de
timp pe baza normativelor n care se dau valorile timpilor unitari tu pentru diferite prelucrri,
tipodimensiuni de maini i piese.
Pentru reducerea normelor de timp se recomand n principal urmtoarele:
reducerea timpului de baz prin: utilizarea sculelor cu partea activ din materiale
ce permit achierea cu viteze mari (plcue din carburi metalice sinterizate cu muchiile
lepuite, acoperiri nitruri dure, materiale ceramice, diamante sintetice etc.), mbuntirea
geometriei sculelor achietoare, prelucrarea simultan a mai multor suprafee etc.
reducerea timpului auxiliar prin: utilizarea dispozitivelor de bazare i fixare
rapid, raionalizarea succesiunii fazelor pentru reducerea curselor n gol i a timpilor de
manevr, reducerea timpului de msurare, mecanizarea i automatizarea comenzilor mainii-
unelte;
reducerea timpului de pregtire-ncheire aferent prelucrrii lotului de piese prin
tipizarea reglrilor i a sistemului de comand.
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor determina analitic normele de timp pentru toate operaiile de prelucrare mecanic.
Valorile timpilor pariali i norma de timp pentru fiecare oparaie se prezint n tabelul format impus care conine i parametrii regimului de achiere
11. Stabilirea variantei optime a procesului tehnologic
Fabricaia unei piese este posibil prin mai multe variante de proces tehnologic, care
se difereniaz prin natura procedeelor de prelucrare i utilajul aferent. Procesele tehnologice
se pot compara pe baza unor criterii tehnico-economice astfel nct s se aleag varianta ce
permite obinerea piesei cu costuri minime.
Primul nivel la care se impune analiza este cel al semifabricatului, care influeneaz
prin costurile Csf generate de acesta (v. relaia (4.1) i indicatorul de utilizare a materialului
Km definit ca raport ntre masa piesei i masa semifabricatului (v.scap.4.4) In tabelul 4.3 sunt
24
prezentate limitele uzuale ale valorilor Km pentru diferite tipuri de semifabricate.
Tabel 4.3. Indicatorul de utilizare a materialului
Tipul semifabricatului si al piesei Km Semifabricat turnat pentru:
- carcase i roi
- buce
0,800,90
0,500,60
Semifabricat laminat sau forjat liber pentru:
- arbori n trepte
- piese tip alezaj
0,600,80
0,450,65
Semifabricat matriat pentru - prghii i furci
- arbori cotii i arbori n trepte
- roi dinate
0,800,95
0,700,85
0,350,55
Al doilea nivel de analiz este cel al ansamblului operaiilor procesului tehnologic. In
cazul produciei individuale sau de serie mic pentru analiz se folosesc metode simple ce se
bazeaz pe compararea dup timpul de baz, compararea dup timpul efectiv sau dup timpul
unitar (v.scap. 4.9). Principalii indicatori sunt prezentai n continuare.
Indicatorul timpului de baz K se definete prin raportul dintre timpul de baz i
timpul unitar (v.scap. 4.10) i are valorile uzuale prezentate n tabelul 4.4. Dac valoarea
indicatorului K este redus, nseamn c procedeul respectiv se caracterizeaz prin valori
ridicate ale timpilor auxiliari, timpilor de deservire i timpilor de ntrerupere.
Indicatorul de continuitate a funcionrii mainii unelte Kfc este definit prin relaia:
ab
b
fcK +
= (4.24)
Se observ c acest indicator evideniaz influena timpului auxiliar, componenta
normei de timp ce poate fi redus prin mecanizarea i automatizarea prelucrrii.
Tabelul 4.4. Indicatorul timpului de baz
Tipul prelucrrii u
bK
=
Debitare mecanic 0,450,50
Centruire pe maini specializate 0,400,45
Prelucrri pe strunguri universale 0,550,65
Prelucrri pe maini de frezat universale 0,550,75 Prelucrri de danturare pe maini de frezat specializate 0,750,85
Prelucrri pe maini de gurit (gurire, lrgire, alezare) 0,450,65
Prelucrri pe maini de broat 0,350,45
Prelucrri pe maini de rectificat 0,350,45
Indicatorul de utilizare a mainilor (gradul de ncrcare) se determin pentru o
perioada de timp dat (de obicei un an) i arat fraciunea din timpul de funcionare afectat
efectiv produciei:
25
+
+=
1001
)(1
r
N
piju
kF
njj
, (4.25)
relaie n care ju
este timpul unitar pentru piesele din lotul j, nj - numrul de piese din lotul j,
N - numrul de loturi ce se prelucreaz n perioada analizat, jpi
- timpul de pregtire
ncheiere pentru lotul j, F fondul nominal de timp disponibil n perioada analizat (
numrul de zile lucrtoare x numrul de schimburi x numrul de ore pe schimb), iar kr -
coeficientul de oprire a mainii pentru reparaii capitale, n procente.
Cea mai bun comparare a proceselor tehnologice se face pe baza costului de
producie.
Costul de producie reprezint valoarea bneasc a materialelor, manoperii i a
tuturor celorlalte cheltuieli pe care le necesit realizarea unui produs.
Determinarea costului de producie se realizeaz prin calculul succesiv al valorii
componentelor sale:
a) Costul materialelor, Cm:
( )( )
+=100
1apr
despsfmsfm
PPMMPMC , (4.26)
n care: Msf este masa semifabricatului ,Mp masa piesei, Pm preul unitar al materialului,
Pdes preul de vnzare al deeurilor, Papr cota cheltuielior de aprovzionare [%];
valori uzuale: 515%.
b) Cheltuielile cu manopera direct (salarii) Si reprezint cheltuielile cu salarizarea
operatorului pentru fiecare operaie i :
60
i
ini
ShS = , (4.27 )
n care: in
este norma de timp la operaia i [min/buc], Shi salariul tarifar orar al
operatorului [lei/or];
c) Costul de secie Csj pentru o secie j, se calculeaz pentru toate operaiile i care se
realizeaz n secia respectiv :
+=100
1j
iij
RsSCs , (4.28)
n care Rsj este regia seciei j, prin care se iau n consideraie toate cheltuielile care se
fac n secie pentru obinerea produsului(cheltuieli cu meninerea utilajelor n stare de
26
funcionare, cheltuieli cu ascuirea sculelor, costurile cu energia, salarii pentru personalul
tehnic i auxiliar al seciei, costurile cu amortizarea mijloacelor fixe etc); regia de secie se
determin pe baza datelor contabile, iar valori uzuale curente n economia naional pentru
seciile de prelucrri mecanice sunt Rsj = 300500%, n funcie de complexitatea dotrilor i
de mrimea seciei, iar pentru seciile de tratamente termice, deformri plastice, turntorie Rsj
= 400600%.
d) Costul de producie Cp include costul materialului (relaia (4.26)i costurile
salariale generate de toate seciile care contribuie la realizarea produsului:
+
+=
1001 int
RCsCC
j
jmp (4.29)
n careRint este regia ntrepinderii, i ine seama de toate cheltuielile realizate la nivelul
societii comerciale pentru obinerea produsului; se determin pe baza datelor contabile, iar
valorile uzuale sunt Rint = 1040%
Valoarea costurilor calculate cu ajutorul relaiei (4.29) permite doar compararea
proceselor tehnologice n cadrul aceluiai sistem economic. Se precizeaz c aceste costuri nu
includ cheltuielile generate de taxele i impozitele pe care trebuie s le pltesc productorul
pentru fora de munc, astfel c nu poate fi utilizat pentru determinarea rezultatelor
economice (profit sau pierdere) n cazul valorificrii pe pia a produselor.
Cheltuielile totale de fabricaie Ct au dou componente: cheltuielile variabile Cv care
depind liniar de numrul n de produse fabricate (Cv = Cpn), i cheltuielile fixe Cf care sunt
independente de numrul de produse realizate n condiiile date; cheltuielile fixe au creteri n
salturi datorit investiiilor ce trebuie fcute atunci cnd datorit depirii unui numr de piese
ce trebuie fabricate este necesar utilizarea unei baze materiale suplimentare.
Reprezentnd grafic variaia costului total Ct funcie de numrul de piese pentru
diferite variante de proces tehnologic (v. fig. 4.5), se poate stabili pentru un numr de piese
necesare, varianta ce permite fabricarea cu costuri minime.
27
Fig. 4.5. Variaia costului pentru diferite procese tehnologice
Din figura 4.5 se constat c varianta 1 de proces tehnologic are Cf1 cel mai mic, dar
costul de producie Cp1 este cel mai mare (panta dreptei corespunztoare costului variabil Cv1),
iar de la un numr de piese n>n1 trebuie fcute investiii suplimentare pentru mbuntirea
acestei variante, ceea ce conduce la creterea n salt a cheltuielilor fixe .
In aceste condiii, pentru un numr de piese n1
28
n care Cin sunt cheltuielile totale de investiii cu introducerea noilor tehnologii, Ct0 i Ctn
costurile totale pe unitatea de produs n varianta actual, respectiv n varianta nou, iar N este
planul de producie (numrul de produse ce se realizeaz n unitatea de timp n care va rezulta
durata de amortizare: luna sau an)
Perioada de amortizare determinat cu relaia (4.30) trebuie s fie mai mic dect
intervalul de timp estimat pn la apariia unor noi tehnologii, care pe baza datelor statistice
se consider 12 ani pentru maini unelte, 23 ani pentru linii automate.
Din cele artate, se poate constata c aprecierea tehnico-economic a proceselor
tehnologice trebuie fcut dup mai multe criterii, astfel nct n funcie de scopul propus
(productivitate maxim sau cost minim s se aleag varianta potrivit.
Pe lng factorii tehnico-economici enumerai trebuie s se in seama i de alte
aspecte cum ar fi calificarea necesar a forei de munc, amenajri suplimentare pentru
respectarea legislaiei n domeniul proteciei mediului sau al securitii muncii.
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP se vor calcula indicatorii tehnico-
economici pe baza documentrii privind costurile materialelor i nivelul salariilor n
Romania.
Pentru fiecare indicator calculat se vor face comentarii.
12. Documentaia tehnologic
Aplicarea variantei optime a procesului tehnologic proiectat se realizeaz cu ajutorul
documentaiei tehnologice, care trebuie s conin informaii precise i complete ntr-o form
clar privind modul i parametrii de realizare a procesului tehnologic, astfel nct produsul
fabricat s respecte condiiile impuse prin documentaia de execuie.
Gradul de detaliere al documentaiei tehnologice depinde de caracterul produciei i se
concretizeaz n: fie tehnologice, planuri de operaii, scheme (fie) de reglare, fie de
control, instruciuni detaliate privind modul de execuie al operaiilor mai complicate. Pentru
toate acestea se pot utiliza formulare tipizate mai mult sau mai puin complexe n funcie de
specificul fabricaiei i nivelul tehnic i tehnologic al unitii economice .
NOTE:
La realizarea proiectului de an la disciplina FUPP documentaia tehnologic
cuprinde urmtoarele :
desenul de execuie refcut al piesei ;
29
Fia documentatiei (model anexat);
Filmul tehnologic cu fiele aezrilor (format impus: A4 orientare tip vedere)