Capitolul 1 Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei si stabilirea tipului sistemului de productie 1.1 Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia 1.1.1 Rolul functional si solicitarile piesei Biela este organul intermediar care face legătura între două piese cu mişcări diferite: pistonul care are o mişcare rectilinie şi manetonul de pe arborele cotit care are o mişcare circulară. Mişcările pe care le execută biela în timpul funcţionării sunt destul de complicate şi nu sunt aceleaşi pentru toate punctele ei. Centrul lagărului bielei descrie un cerc, iar bolţul o linie dreaptă, însă nici un punct material al bielei nu
Transcript
Capitolul 1
Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei si stabilirea tipului sistemului de productie
1.1 Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia
1.1.1 Rolul functional si solicitarile piesei
Biela este organul intermediar care face legătura între două piese cu mişcări diferite:
pistonul care are o mişcare rectilinie şi manetonul de pe arborele cotit care are o mişcare cir -
culară.
Mişcările pe care le execută biela în timpul funcţionării sunt destul de complicate şi
nu sunt aceleaşi pentru toate punctele ei. Centrul lagărului bielei descrie un cerc, iar bolţul o
linie dreaptă, însă nici un punct material al bielei nu parcurge un drum circular sau drept, ci
toate punctele de pe bielă descriu diferite curbe închise.
Fig. 1.1. Schematizarea mecanismului motor
Părţile principale ale bielei sunt:
capătul mic (superior);
corpul sau tija;
capătul mare (inferior), conţinînd lagărul cu capacul, butoanele şi piuliţele respective în cazul
bielelor deschise.
Denumirile clasice ca picior de bielă şi cap de bielă, nu pot fi folosite în practică,
deoarece nu corespund cu poziţia pe care o are biela la motorul de automobil.
Prin picior se înţelege partea în care stă bolţul, iar capul era partea care cuprinde
lagărul. Această nomenclatură s-a aplicat iniţial la maşinile cu abur, locomotive, motoare stabile
etc, la care de obicei bielele sunt aşezate în poziţie orizontală. Insă la automobil, unde bielele
sunt verticale, cu capul în jos şi cu piciorul în sus s-ar produce desigur confuzii între aceşti
termeni, de aceea este mai practic a se spune „capăt mare" la partea care conţine lagărul şi
„capăt mic" la partea unde stă bolţul.
Solicitările la care este supusă biela sunt de mai multe feluri, şi anume:
- compresie - de către forţele datorite exploziei în regiunea PMS şi de către forţele
de inerţie ale pieselor cu mişcare alternativă, în poziţiile din zona PMI;
- tracţiune - de către forţele de inerţie ale pieselor cu mişcare alternativă în zona
PMS;
- încovoiere - datorită forţelor de inerţie ale mişcării alternative oscilante a corpului
bielei şi diferenţelor de aliniere în timpul solicitărilor;
- flambaj (îndoire cînd compresiile sunt excesive).
Avînd în vedere vitezele mari cu care se mişcă o bielă, cum şi schimbările bruşte ale
sensului de mişcare, este necesar ca orice bielă de motor de automobil să fie cât mai uşoară.
Capătul mic suferă aceleaşi variaţii de viteză ca şi pistonul.Caracteristicile principale ale unei biele sînt:
- lungimea L;
- greutatea;
- diametrul locaşului pentru lagăr;
- diametrul ochiului pentru bucşa bolţului;
- lăţimea locaşului de lagăr;
- lăţimea ochiului pentru bucşa bolţului.
Forma bielei variază atât ca dimensiuni, cât şi ca execuţie. Capătul mic poate avea
diferite forme.
În ce priveşte corpul, majoritatea motoarelor de automobil au biele cu secţiunea în
dublu T. Rareori se întâlnesc biele tubulare cu secţiunea circulară sau ovală. Aproape totdeauna
tija bielei este mai subţire sus lângă bolţ şi mai groasă jos.
Bielele în dublu T sunt mai uşor de fabricat şi prin forma lor, transmit efortul la lagăr
pe o bază mai largă.
Majoritatea bielelor de automobil sunt „deschise" adică lagărul este compus din
două jumătăţi separate, dintre care una face corp comun cu tija bielei, iar cealaltă demontabilă,
este capacul bielei sau capacul de lagăr.
La unele motoare (de ex: de motocicletă), care au lagăre cu rulmenţi, se folosesc
biele „închise" sau inelare; lagărul nu este demontabil, fiind executat dintr-o singură bucată.
Astfel de biele se pot scoate prin demontarea arborelui cotit.
Capacul se fixează în majoritatea cazurilor prin două şuruburi de oţel special. Şuruburile respective pot fi demontabile sau executate dintr-o bucată cu biela prin
forjare. Şuruburile demontabile sunt adeseori executate cu degajare şi cu filet rulat.
Bielele care au şuruburi nedemontabile prezintă avantajul că sunt mai uşoare, în
schimb ele nu mai pot fi folosite când un şurub s-a rupt, de exemplu prin strângere exagerată.
Tot în scopul realizării unor biele cât mai uşoare, aceste şuruburi se plasează foarte
aproape de suprafaţa lagărului. Uneori şuruburile sunt atât de aproape de maneton, încât
cuzineţii de lagăr au câte o crestătură pentru trecerea lor.
Foarte rar se găsesc biele la care capacul este strâns cu patru şuruburi. Acestea se
folosesc în special la motoare mari, unde capacitatea unui cilindru depăşeşte 1 000 cm3.
Capacul de bielă şi şuruburile respective sunt supuse la solicitări mari.
La turaţii înalte, forţele de inerţie în zona PMS, create de piston şi de bielă, sînt preluate de şuruburile şi de capacul bielei.
In vederea acestor solicitări mari, majoritatea capacelor sunt înzestrate cu nervuri
exterioare, pentru întărire.
Cele mai multe capace au o singură nervură la mijloc, altele au două nervuri în
părţile laterale. S-au constatat cazuri de încovoiere a capacelor de bielă din cauza nervurilor
insuficiente la unele automobile, ale căror motoare au fost menţinute la turaţie înaltă.
Fixarea capacului pe bielă într-o poziţie precisă şi fără joc este foarte importantă.
Jocurile corecte la lagăr sunt de câteva sutimi de milimetru; deci este absolut necesar ca poziţia
capacului să nu se poată schimba între două demontări. În acest scop, găurile capacului se fac
cu o toleranţă strânsă faţă de şuruburile respective. La majoritatea bielelor, capacele nu se pot
apropia sau depărta decât bătând uşor cu coada ciocanului. Mai rar, asigurarea poziţiei
capacului se face prin praguri sau ştifturi între bielă şi capac.
In scopul unei asamblări cât mai rigide, suprafeţele de strângere ale capacului
trebuie să fie perfect plane, atât la bielă, cît şi la capac.
La unele motoare de construcţie veche, se găsesc între aceste suprafeţe câteva mici
distanţiere, de tablă de alamă, de 0,1 şi 0,2 mm, în vederea unor ajustări rapide ale lagărelor.
La motoarele înzestrate cu lagăre de bielă demontabile, denumite cuzineţi, pe
suprafeţele de strângere se află câte o mică scobitură, unde se fixează pragurile sau pintenii
cuzineţilor, care îi împiedică să se deplaseze.
In legătură cu modul de ungere, se deosebesc:
capace cu linguriţă pentru barbotaj;
capace fără linguriţă;
biele cu conductă;
biele fără conductă.
Sistemul de ungere al lagărelor de bielă prin barbotaj este astăzi aproape complet
părăsit; de aceea, capacele cu linguriţe se întâlnese numai la unele motoare vechi. Bielele fără
conductă şi cu capac fără linguriţă au o întrebuinţare tot mai mare, ungerea făcându-se sub
presiune numai pentru lagăr, dar nu şi pentru bolţ.
Tot în legătură cu particularităţile de ungere se mai pot găsi la bielă o serie de orificii
şi anume: deasupra bolţului şi deasupra lagărului.
Orificiile de deasupra bolţului au rolul de a capta o parte din picăturile de ulei ce cad
de pe fundul pistonului pentru ungerea bucşei şi a bolţului.
Spre a putea prinde cît mai multe picături, aceste orificii au o formă conică.
Orificiile de deasupra lagărului sunt de mai multe feluri: pentru ungerea cilindrului
respectiv, pentru a contribui la ungerea bolţului şi pentru a unge cilindrul opus (la motoarele în
V).
Cilindrii se ung prin stropii de ulei care scapă pe lângă lagăre şi paliere.
Aceşti stropi urmează traiectorii apropiate de forma spirală, având acelaşi sens de
învârtire ca al arborelui cotit; rezultă că partea din dreapta a cilindrilor este stropită mai abun -
dent decât partea din stânga (privind de la manivelă).
In primele minute după o pornire la rece, din cauza viscozităţii uleiului rece, această
ungere prin stropi de ulei este aproape inexistentă. Pentru a remedia acest dezavantaj, unele
biele sunt prevăzute cu orificii E de circa 2 mm în partea de sus a lagărului, în apropierea zonei
de legătură cu tija.
La unele biele există un astfel de orificiu numai în partea stângă, spre a unge zona
cilindrului care primeşte mai puţini stropi de ulei. La acestea, direcţia orificiului este înclinată
mult faţă de corpul bielei. La altele se găsesc două orificii de fiecare parte a bazei tijei.
Când ele sunt dirijate drept în sus, paralel cu corpul bielei, rolul lor este dublu:
ungerea cilindrului şi a bolţului în primele minute, după o pornire la rece.
La unele motoare în V, aceste orificii sunt îndreptate aproape perpendicular
pe bielă, având rolul de a stropi, după pornire, cilindrul de alături.
1.1.2 Conditii tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie
Asigurarea unei rezistente inalte in oboseala si rigiditatea corespunzatoare
determina conditii tehnice specifice pentru executie.
In ceea ce priveste geometria bielei, se prevede ca axele alezajelor sa fie in acelasi
pla si paralele; abaterile de la coplaneitate si paralelism se admit de maximum 0,03 ...
0,06mm/100mm din lungimea bielei; abaterile privind distanta intre axele alezajelor nu vor
depasi 0,05 ... 0,1 mm. Se limiteaza ovalitatea si conicitatea alezajului din piciorul bielei la 0,005
... 0,010 mm iar a acelui din capul bielei la 0,008 ... 0,012 mm. Bataia fetelor frontale maximum
0,1 mm. Abaterea de la perpedicularitatea axei gaurii pentru suruburi fata de suprafata de
imbinare a capacului bielei cel mult 0,1/100 m; capacul bielei trebuie sa se aseze pe intreaga
suprafata de imbinare, nu se admite joc.
Referitor la rugozitatea suprafetelor prelucrate se indica valorile Ra=1,6 µm pentru
suprafata alezajului piciorului inaintea presarii bucsei; Ra=0,8 µm dupa presarea si prelucrarea
definitiva a bucsei; Ra=3,2 ... 1,6 µm pentru suprafata alezajului capului inainte de montarea
cuzinetului; Ra=3,2 µm pentru suprafetele frontale ale capului si piciorului bielei.
Pentru a asigura uniformitatea echilibrajului diferenta de masa a bielelor montate la
un motor se recomanda sa nu depaseasca 1...2% si in general 7 ... 22 g.
Pentru a evita socurile, la montajul cu bolt flotant se prescriu la piciorul bielei jocuri
foarte stranse de ordinul 5 ... 10 µm. Acestea se pot obtine prin sortarea bielelor in grupe
dimensionale dupa tolerantele de executie a alezajului piciorului bielei. La biela asamblata cu
cuzinet in imbinarea cu fusul maneton, pentru asigurarea conditiilor de ungere hidrodinamica,
trebuie respectat jocul in limitele Δc=( 0,00045...0,0015)dm unde dm este diametrul fusului
maneton. De exemplu la motorul D 2156 HMN acest joc este de 0,06...0,13 mm. Pentru a
reduce scaparile de ulei jocul axial in lungul manetonului se limiteaza la 0,15 ... 0,35 mm.
La montarea capacului de biela o atentie deosebita trebuie sa se acorde strangerii
suruburilor de biela, deoarece in cazul unor deceleratii este posibila o uzura inegala sau chiar
ruperea suruburilor. Strangerea trebuie facuta cu cheia dinamometrica dupa prescriptiile uzinei
cosntructoare. ( De exemplu, cuplul de strangere la motorul DACIA 1300 este de aprox. 45 Nm).
Axa gaurilor Φ30, Φ35 si Φ80 trebuie sa fie in acelasi plan cu exactitate de 0.06:100;
Ovalitatea si conicitatea alezajului Φ 35 mm cel mult 0,015;
Ovalitatea si conicitatea alezajului Φ 30 mm cel mult 0,008;
Ovalitatea si conicitatea alezajului Φ 80 mm cel mult 0,012;
Abaterea de la perpedicularitatea axei gaurii pentru suruburi fata de suprafata de
impreunare a capacului bielei cel mult 0,1:100;
Capacul bielei trebuie sa culce pe biela strans. Nu se admite joc;
Strangerea buloanelor capacului bielei se va face cu un moment egal cu 16...18 kgf;
Diferenta de greutate pentru un complet de biele pe un motor se admite max. 30g.
Greutatea ceruta se obtine prin indepartarea materialului la inceput in locurile „A” pe urma,
dupa necesitate, in locul „B”, nedepasind limitele indicate.
Gaurile pentru ungerea axului pistonului dupa prelucrare se vor curati de span;
Muchiile ascutite se vor tesi.
1.2 Alegerea justificata a materialului pentru executia piesei
Bielele se execută din oţel forjat şi duraluminiu.
Cel mai adecvat material pentru bielele de motoare de automobile şi tractoare este
oţelul de îmbunătăţire, cu conţinut mediu de carbon (0,35 - 0,45%).
Se utilizează în acest scop oţelul carbon de calitate, mărcile OLC 45 X, OLC 50 X, STAS
Zr – numarul de zile pentru care trebuie sa existe rezerva de piese (Z r =5 zile pentru piese
marunte);
Zl – numarul anual de zile lucratoare (Zl= Zc- (Zd+ Zs)=255 zile/an ).
Bibliografie - Capitolul 1
1. Iozsa, D. si Bejan, N. – Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor. Indrumar de
proiect. Litografia UPB, 1995;
2. Gaiginschi, R. si Zatreanu, Ghe. – Motoare cu ardere interna. Constructie si calcul. Ed.
Gh. Asachi, Iasi, 1995;
3. Marincas, D. si Abaitancei, D. – Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed.
Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982
Capitolul 2
Alegerea variantei optime a metodei si procedeului de obtinere a semifabricatului
2.1 Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime
După ce s-a studiat desenul piesei, pentru care trebuie să proiecteze procesul tehnologic de prelucrare, precum şi rolul acesteia în componenţa produsului din care face parte şi numărul de bucăţi care trebuie executat în unitatea de timp, se, trece la alegerea celui mai economic semifabricat. Este necesar să se prevadă mai multe variante, urmând ca apoi (după cea proiectat şi variantele proceslui tehnologic de prelucrare a piesei), pe baza unui calcul economic să rezulte varianta cea mai economică.
Un semifabricat se poate realiza în general prin mai multe metode şi procedee diferite ca volum de muncă şi cost de fabricaţie. Întrucât costul semifabricatului intră în costul piesei finite, se impune o analiză atentă şi o alegere raţională a metodei şi a procedeului de elaborare.
Factorii care determină alegerea metodei şi procedeului de elaborare a semifabricatului sunt: materialul impus piesei, dimensiunile piesei, forma constructivă, caracterul producţiei, precizia necesară, volumul de muncă necesar, costul prelucrărilor mecanice, utilajul existent sau posibil de procurat.
Având în vedere caracterul producţiei ( productie de masa ), forma şi dimensiunile piesei, precum şi materialul din care este confecţionată biela se va alege un semifabricat matriţat.
Sunt cateva procedee prin care se poate obtine semifabricatul prin matritare: Matritarea pe masini cu valturi-asigura o productivitate mare si este indicata la
productia de serie mare si de masa a pieselor de dimensiuni mici si mijlocii de diferite configuratii.Particularitatea acestui procedeu este faptul ca se realizeaza o angrenare intre matrita si semifabricat,ceea ce conduce la faptul ca va trebui sa se conceapa o matrita astfel incat la extragerea semifabricatului sa nu il deterioreze.Pentru aceasta metoda se alege varianta in care capul bielei se va fabrica separat.Figura 2.1(dupa [1])
Matritare la ciocan-se bazeaza pe principiul metalelor deformate plastic la ciocan,in general prin presare sub actiunea unor forte exterioare pana la umplerea completa a locasurilor matritei.Semifabricatul brut debitat la dimensiunile necesare si incalzit la temperatura optima este asezat in locas si lovit de catre organele in miscare a ciocanului.Procedeul se adreseaza productiei
de masa.Acest procedeu permite conceperea semifabricatului bielei cu tot cu capacul acesteia.Separarea facandu-se ulterior.Figura 2.2(dupa [2])
In urma analizei celor doua metode,s-a decis sa se utilizeze metoda matritarii la
ciocan,intrucat a fost considerata mai eficiente intrucat nu necesita un alt dispozitiv unelta special pentru realizarea capacului bielei.Se poate menţiona că pentru producţiile de serie mare şi de masă se pot face investigaţii
care să permită realizarea de semifabricate cu adaosuri de prelucrare cât mai mici (semifabricate de precizie ridicată).
2.2 Stabilirea pozitiei semifabricatului in forma sau matrita si a
planului de separatie
Intrucat s-a adoptat utilizarea metodei prin matritare cu ciocan,planul de separatie
se va alege astfel incat semifabricatul sa poata sa iasa cat mai usor din locasul matritei,si
umplerea locasului matritei sa aiba loc prin refulare.Pentru aceasta se adopta ca regula
generala ca planul de separatie sa treaca prin sectiunea piesei cu dimensiunile de gabarit cele
mai mari.O alta regula pentru alegerea planului de separatie este aceea ca pierderile de
material din cauza inclinatiei de matritare sa fie minime.Pentru aceasta suprafata de separatie
se prevede la mijlocul inaltimei piesei in pozitie de asezare in matrita.In figura 2.3 este
prezentat modul alegere a locasurilor de intindere al matritelor.
Figura 2.3. Pozitia semifabricatului in matrita
2.3 Stabilirea preliminara a adaosurilor de prelucrare si executarea
desenului semifabricatului
Mărimea adaosului de prelucrare se stabileşte în condiţii concrete de fabricaţie astfel încât să se asigure produsului o calitate superioară la un preţ de cost minim. În ceea ce priveşte adaosul de prelucrare se deosebesc următoarele noţiuni:
-adaos de prelucrare total ce reprezintă stratul total de metal necesar pentru efectuarea tuturor operaţiilor de prelucrare mecanică a suprafeţei considerate de la semifabricat la piesa finită;
-adaosul de prelucrare intermediar reprezintă stratul de material ce se îndepartează la faza sau operaţia respectivă;
-adaosurile simetrice sunt cele prevăzute la prelucrarea suprafeţelor exterioare şi interioare;
-adaosurile asimetrice sunt cele care au valori diferite pentru suprafeţele opuse ce se prelucrează în faze diferite sau adaosuri prevăzute numai pentru una din suprafeţele opuse, cealaltă ramânând neprelucrată.
În cadrul producţiei de masa adaosurile de prelucrare se determină prin calcul analitic, acesta bazând-se pe analiza factorilor ce influenţează mărimea adaosurilor, determinarea elementelor componente şi însumarea lor. Astfel se asigură obţinerea unor dimensiuni intermediare optime la toate operaţiile precum şi la un număr minim de operaţii şi faze de prelucrare.
Semifabricatele prezintă o serie de abateri dimensionale şi de formă, abateri de la poziţia reciprocă a suprafeţelor, defecte de suprafaţă şi neregularităţi. Reducerea abaterilor în limite admisibile sau înlăturarea lor se face progresiv, ceea ce determină executarea prelucrării în operaţii şi faze. La fiecare fază piesa trebuie prelucrată cu un adaos cel puţin egal cu marimea abaterilor ce trebuie înlăturate.
Adasoul de prelucrare maxim A,cerut de a fi pus pe suprafata unei piese ce nesita operatii de prelucrare prin aschiere si rectifacare se poate stabili cu urm relatie:
A= A1+A2+A3 Unde A1 este adaosul corespunzator unei prelucrari prin degrosare,A2 adaos suplimentar
unei prelucrari de finisare prin aschiere si A3 adaos suplimentar unei prelucrari de finisare prin rectificare.
Pentru calcularea A1 se folosesc diferite relatii stabilite experimental:A1=0.4+0.015Hp+0.0015Lp,(dupa [2])
Unde Hp inaltimea maxime a piesei matritate si Lp lungimea piesei matritate.Conform desenului de executie Hp=50 mm si L=328.5mm.Astfel A1=1,64mm.Se va alege adaos de 2mm.
Adaosul de prelucrare A2 se prevede atunci cand dupa degrosare urmeaza operatie de finisare.
A2=δ1+a2,unde δ1=0.1...0.2 mm-abaterea negativa(la gauri pozitiva) la prelucrarea prin degrosare,a2=0.2...0.3 mm-adaos minim necesar pentru prelucrarea de finisare.Adaosul de prelucrare A3 se stabileste cand dupa finisarea prin aschiere se prevede o prelucrare de finisare prin rectificare.A3= δ2+a3,unde δ2=0.05,a3=0.2...0.3mmAsadar A va avea valoarea de 2.55mm.Intrucat productia este de masa se alege clasa de precizie I.Conform STAS 7670-66 se indica valoarea de 1.5mm adaos conform unei prelucrari prin aschiere de degrosare.Tabel 1.Pentru suprafetele cilindrice ale bielei:adaosul de prelucreare pentru S1(fiind suprafata interioara a piciorului bielei) va fi de 1.5mm.Se va mai adauga 0.5mm,pentru ca ; Ra=1.6 µm.Astfel adaosul va fi de 2mm.Pentru S2,fiind suprafata interioara a capului bielei,adaosul este de 1.75 mm.
Figura 2.4. Desenul de executie al sem
ifabricatului
2.4 Intocmirea planului de operatii pentru executarea
semifabricatului
Semifabricatele se obtin exclusiv prin forjare in matrita in mai multe etape pentru a se putea realiza ( prin poansonare), cele doua alezaje ale bielei. Acest procedeu permite sa se creeze fibre continue de material deci o repartizare mai judicioasa a eforturilor in sectiunea bielei.
Corpul si capaul bielei sunt matritate ca piesa unica avand insa alezajul din cap de forma eliptica, axa mare a elipsei fiind perpediculara pe suprafata de separatie a capacului de corp si lungimea ei fiind egala cu diametrul alezajului din capul bielei finite plus adaosul de prelucrare egal cu grosimea frezei disc care va taia capacul de corp.
Dupa matritare, semifabricatul este supus unui tratament termic care este o imbunatatire (calire plus revenire) pentru oteluri, apoi urmeaza curatirea bielelor de otel prin decapare sau sablare pentru indepartarea stratului de oxid format la incalzirea materialului. Ultima operatie pe semifabricat este indepartarea lui la rece cu ajutorul unei matrite inchise la presa cu excentric.
In industria moderna, petrnu motoarele de serie, matritarea semifabricatului bielei se face pe linii automate de forjare in flux continuu.
Nr. crt.
Operaţia de semifabricare Fazele operaţiei Maşini, utilaje,
instalaţii, SDV-uriMateriale auxiliare
Parametrii Tehnologici
1 Debitare semifabricat
Prindere semifabricat
Utilaj de taiere cu flacara
oxiacetilenica, menghina, rigla
-
-
Debitare semifabricat cu
flacara oxiacetilenica
-
2Control defectoscopic nedistructiv
Control prin ultrasunete
Aparat de control cu ultrasunete
- -
Tabelul 2.1. Planul de operatii pentru obtinerea semifabricatului
Nr. Operaţia de Fazele operaţiei Maşini, utilaje, Materiale Parametrii
Curatire cu flacara oxiacetilenica Utilaj de taiere cu
flacara oxiacetilenica
Lichid degresant
-
Decapare, degresare 5 min
5
Incalzire la temperature de inceput de matritare
Incalzire Cuptor cu gaz termocuplu1200°C2°C/min
6 Preforjare in matrita Forjare in matrita
Matrite, aparat de matritat pe ciocane
- -
7Reincalzire la temperature de matritare
Incalzire Cuptor cu gaz termocuplu 1200°C2°C/min
8 Forjare in matrita Forjare in matritaMatrite, aparat de matritat pe ciocane
- -
9 Debavurare Debavurare Matrita, Poanson - -
10 Curatire Curatire cu alice din fonta
Aparat de curatire cu alice din fonta Alice din fonta Pana la curatire
11 Tratament termic final
Recoacere de imbunatatire
Cuptor cu gaz termocuplu
Incalzire 20 min
Mentinere la temperatura 850°C
Racire lenta Racire 30 min
12 Control final
Control vizual
Micrometru, aparat de control cu ultrasunete
-
-
Masurare -
Control prin ultrasunete -
Tabelul 2.1. Planul de operatii pentru obtinerea semifabricatului (continuare)
Bibliografie - Capitolul 2
[1] I. Dragan,Tehnologia Deformarilor Plastice,Editura Didactica si Pedagocica,Bucuresti-1976[2] V.Chirita Matritarea la cald a metalelor si aliajelor,Editura Tehnica,Bucuresti 1979[3] G. Amza, Tratat de tehnologia materialelor,Editura Academiei Romane, Bucuresti 2002[4] G. Amza, Indrumar de proiect la tehnologia materialelor, Editura Academiei Romane, Bucuresti 2001
Capitolul 3
Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare
mecanica si control a piesei
3.1 Analiza proceselor tehnologice similar existente
Nr.operaţie
Denumirea operaţiei Maşina-unealtă
1Rectificarea simultană a supraleţelor plane a capului şi
piciorului bielei pe o lată, întoarcerea piesei şi rectificarea feţelor opuse in mai multe treceri.
Maşină de rectificat plan cu platou magnetic
2 Demagnetizare Dispozitiv de demagnetizare cu bandă
3Prelucrarea alezajului din piciorul bielei
prin burghiere-alezare. Agregat de găurit
4 Retezarea capacului de bielă de corpul acesteia Agregat de retezat cu disc
5Rectificarea simultană a suprafeţei
de îmbinare (corp şi capac).Maşină de rectificat plan
6Prima strunjire a alezajului din capul bielei la o prindere
pereche a corpului şi capacului.Strung paralel
7Executarea găurilor pentru şuruburi in capacul şi corpul
bielei.Maşină de găurit cu
cap multiaxe
8Filetarea găurilor pentru şuruburi din
corpul bielei.Maşină de filetat
9 Controlul intermediar Aparatură de control10 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj
11Strunjirea simultană a alezajelor din capulşi piciorul bielei cu respectarea antraxului.
Maşină specialăde strunjit
12 Presarea bucşei în alezajul piciorului bielei Banc de montaj
13Strunjirea de finisare a alezajelor din capul şi piciorul
bielei cu controlul efectiv al dimensiunilor.Maşină specială
de strunjit14 Control intermediar Aparatură de control15 Demontarea capacului bielei. Banc de montaj
16Frezarea locaşului pentru
pintenul cuzinetului simultan la corp şi capac.Maşină de
frezat universală17 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj18 Cîntărire şi marcarea masei suplimentare. Cîntar19 Frezarea adaosului de material de la capul şi piciorul bielei. Maşină de frezat20 Cintărirea şi sortarea pe grupe masice, marcare. Cîntărire, banc, de lucru21 Control final Aparatură de control22 Conservare Baie de conservare
Intocmirea planului de operatii
Caracteristic la prelucrarea bielei este înalta precizie de execuţie a alezajelor din
capul şi piciorul bielei şi a feţelor frontale perpendiculare a acestora.
Biela şi capacul bielei nu sînt interschimbabile, deoarece ele sînt supuse unor
prelucrări definitive în stare asamblată, la fel ca şi bucşele de bielă, care se prelucrează definitiv
după presare, pentru asigurarea preciziei înalte a dimensiunilor şi a poziţiilor reciproce.
Fig. 3.1 – Frezarea simultana a suprafetelor frontale ale bielei
La prelucrarea bielei se disting în general următoarele etape :
- alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare, respectiv a suprafeţelor frontale plane;
- prelucrarea alezajelor din capul şi piciorul bielei;
- prelucrarea suprafeţelor plane de separaţie ale capului şi capacului bielei;
- prelucrarea găurilor pentru şuruburile de bielă;
- prelucrarea definitivă a alezajelor;
- ajustarea şi sortarea bielelor pe grupe masice;
- operaţii de control.
Alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare
Pentru realizarea unor suprafeţe plane de reazem, de calitate, procesul tehnologic
începe cu prelucrarea feţelor frontale ale capului şi piciorului bielei. Se recomandă ca la
prinderea piesei, să se respecte poziţia de matriţare a bielei pentru a avea o repartizare
uniformă a adaosurilor de prelucrare. O asemenea metodă de aşezare asigură obţinerea unor
feţe frontale prelucrate, ale capului şi piciorului la distanţele date de planul de simetrie al
semifabricatului. Prelucrarea feţelor frontale se execută prin frezare, broşare sau rectificare
plană.
In cazul frezării se pot prelucra separat suprafeţele capului şi piciorului. bielei sau la o
singură aşezare se prelucrează toate cele patru feţe frontale, utilizîndu-se în acest scop, maşini
speciale de frezat multiaxe.
Broşarea feţelor frontale poate fi aplicată atît la bielele cu lungimea capului şi piciorului
diferită cît şi la bielele cu lungimea acestor elemente, egală. În primul caz, prelucrarea se
efectuează în mod succesiv prin broşarea ambelor feţe frontale ale capului şi ambelor feţe
frontale ale piciorului bielei, pe maşini verticale de broşat. În cazul al doilea se efectuează
simultan prelucrarea feţelor frontale de pe o parte pe agregate orizontale de broşat.
Rectificarea se aplică bielelor simetrice care au lungimea capului egală cu lungimea
piciorului şi ale căror feţe frontale se află în acelaşi plan. Se rectifică simultan feţele frontale de
pe o parte, urmează întoarcerea şi execuţia aceloraşi operaţii pe partea opusă. Se utilizează
maşini de rectificat plan cu platou magnetic
Fig. 2.2 – Brosarea suprafetelor frontale ale capului si piciorului bielei.
Rectificarea suprafetelor frontale
Fig. 3.3 – Prelucrarea alezajului din piciorul bielei.
Prelucrarea suprafetelor plane de separatie ale capului bielei.
Prelucrarea prealabilă a alezajelor din capul şi piciorul biele
în cazul prelucrării bielelor forjate separat alezajul din piciorul bielei se execută prin
burghiere, orientînd piesa după conturul piciorului, cu strîngere pe faţa frontală. Operaţia de
burghiere este urmată de alezare din aceeaşi prindere, pe maşini de găurit cu mai multe axe.
La bielele forjate cu capac aşezîndu-le pe feţele frontale prelucrate, se execută
burghierea alezajului din piciorul bielei pe maşini de găurit cu capete multiaxe şi strunjirea
alezajului din capul bielei pe strunguri paralele, apoi se face secţionarea capului.
Prelucrarea suprafeţelor plane de separaţie ale capului bielei
Cînd biela şi capacul sînt semifabricate distincte, suprafeţele plane de separaţie se
prelucrează în mod obişnuit prin broşare pe maşini verticale de broşat şi mai rar se frezează pe
maşini orizontale de frezat.
La prelucrarea bielelor forjate cu capacul făcînd corp comun se face mai întîi
secţionarea capului bielei şi apoi broşarea sau rectificarea suprafeţelor de separaţie pe maşini
verticale de broşat, respectiv, pe maşini de rectificat plan. În ambele cazuri, de obicei, în
dispozitiv se prind piesele perechi.
Fig. 2.4 – Prelucrarea gaurilor pentru suruburile de biela.
Prelucrarea de finisare a alezajelor din capul si piciorul bielei
Prelucrarea găurilor pentru şuruburile de bielă
Prelucrarea găurilor pentru şuruburi, atît în corpul bielei, cît şi în capac, se execută
concomitent prin operaţii de burghiere, lărgire, teşire, alezare, filetare (cînd este cazul) pe
maşini de găurit cu capete multiaxe şi masă rotativă sau agregat de găurit. Piesa se orientează
după alezajele din piciorul şi capul bielei cu apăsare pe suprafaţa frontală a capacului şi
corpului.
Soluţia de prelucrare a găurilor de şuruburi separat la cele două piese este folosită
foarte rar şi numai cu condiţia ca ultimele operaţii de alezare să se execute împreună pentru a
asigura o centrare exactă a capacului şi corpului bielei cu ajutorul şuruburilor.
Prelucrarea de semifinisare a alezajelor din capul şi piciorul biele.
Semifinisarea alezajelor se execută după asamblarea corpului cu capacul bielei cu
ajutorul şuruburilor. Prelucrarea constă, de obicei, din operaţii de strunjire interioară din mai
multe treceri şi mai rar din operaţii de adîncire şi alezare.
Pentru asigurarea paralelismului axelor şi distanţei dintre cele două alezaje
semifinisarea se realizează concomitent pentru capul şi piciorul bielei pe, agregate speciale cu
două axe, piesele fiind mai întîi centrale pe cele două găuri şi apoi strînse pe feţele frontale
laterale.
La bielele prevăzute cu bucşe se prelucrează prin strunjire de finisare alezajul din
piciorul bielei după care se presează bucşa. Apoi se execută prelucrarea de finisare a celor două
alezaje concomitent din mai multe treceri, folosind aceleaşi baze de aşezare şi prindere ca în
cazul semifinisării, asigu-rîndu-se în acest mod condiţii pentru respectarea paralelismului axelor
alezajelor, preciziei distanţei între axe, perpendicularităţii axelor alezajelor pe feţele laterale
etc.
În unele procese tehnologice prelucrarea de finisare a alezajului din capul bielei se
execută prin honuire, procedeu care evident măreşte costurile de producţie.
Ajustarea şi sortarea bielelor pe grupe masice
Operaţia de ajustare a masei bielelor se execută prin frezare pe maşini de frezat
orizontale şi constă din îndepărtarea de pe suprafeţele celor două capete a cantităţilor de
metal suplimentare, în scopul obţinerii masei prescrise. înainte de frezare piesele se cintărasc
pe cîntare speciale, atît piciorul bielei, cît şi capul bielei, independent, eu marcarea adaosului în
grame. În cadrul tuturor etapelor de prelucrare un rol însemnat îl au operaţiile de control tehnic
de calitate intermediar şi final, în cadrul procesului, fiind precizate puncte de control dotate cu
dispozitive şi aparate speciale de verificare.
Procesul tehnologic similar existent este prezentat prin aspectele sale principale in
tabelul 3.1.
Nr.operaţie
Denumirea operaţiei Maşina-unealtă
1Rectificarea simultană a supraleţelor plane a capului şi
piciorului bielei pe o lată, întoarcerea piesei şi rectificarea feţelor opuse in mai multe treceri.
Maşină de rectificat plan cu platou magnetic
2 Demagnetizare Dispozitiv de demagnetizare cu bandă
3Prelucrarea alezajului din piciorul bielei
prin burghiere-alezare. Agregat de găurit
4 Retezarea capacului de bielă de corpul acesteia Agregat de retezat cu disc
5Rectificarea simultană a suprafeţei
de îmbinare (corp şi capac).Maşină de rectificat plan
6Prima strunjire a alezajului din capul bielei la o
prindere pereche a corpului şi capacului.Strung paralel
7Executarea găurilor pentru şuruburi in capacul şi
corpul bielei.Maşină de găurit cu
cap multiaxe
8Filetarea găurilor pentru şuruburi din
corpul bielei.Maşină de filetat
9 Controlul intermediar Aparatură de control10 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj
11Strunjirea simultană a alezajelor din capulşi piciorul bielei cu respectarea antraxului.
Maşină specialăde strunjit
12 Presarea bucşei în alezajul piciorului bielei Banc de montaj
13Strunjirea de finisare a alezajelor din capul şi piciorul
bielei cu controlul efectiv al dimensiunilor.Maşină specială
de strunjit14 Control intermediar Aparatură de control15 Demontarea capacului bielei. Banc de montaj
16Frezarea locaşului pentru
pintenul cuzinetului simultan la corp şi capac.Maşină de
frezat universală17 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj18 Cîntărire şi marcarea masei suplimentare. Cîntar
19Frezarea adaosului de material de la capul şi piciorul
bielei.Maşină de frezat
20 Cintărirea şi sortarea pe grupe masice, marcare. Cîntărire, banc, de lucru21 Control final Aparatură de control22 Conservare Baie de conservare
Tabelul 3.1. – Succesiunea principalelor operatii la prelucrarea mecanica a bielei
3.2 Analiza posibilitatilor de realizare a preciziei dimensionale si a rugozitatii
prescrise in desenul de executie
Suprafetele ce trebuie prelucrate mecanic sunt prezentate in figura urmatoare iar
procedeele alese sunt prezentate in tabelul urmator
Figura 3.1. Suprafetele prelucrate
Nr. Supra-feţei
Tipul suprafeţei
Condiţii tehnice impuseProcedee
posibile de aplicat
Analiza comparativă a procedeelor - satisfacerea
cerinţelorConcluzii (proce-
deu adoptat)
Dimensiu-nea şi
precizia
Abateri de formă şi poziţie
Rugozi-tate
TehniceEcono-mice
De productivi
-tate
S1 Plana 3,2
Frezare de finisare 2 3 3 *
Rectificare de finisare 3 2 2
S2 Cilindrica interioara 3,2
Frezare de finisare 3 2 3
Rectificare de degrosare
1 3 3 *
S3Suprafata
de separatie
45° fara joc - Spargere *
S4Cilindrica exterioar
aΦ82 - -
Frezare de degrosare 2 3 3 *
Rectificare de degrosare
3 2 2
S5 Filetata M10 - Cu tarodul *
S6 Plana 3,2
Frezare de finisare 2 3 3 *
Rectificare de finisare 3 2 2
S7 Plană 3,2
Frezare de finisare 2 3 3 *
Rectificare de finisare 3 2 2
S8Cilindrică interioară -
Alezare de finisare 1 3 3
Frezare de finisare 3 2 2
Rectificare de degrosare
2 3 3 *
S9Cilindrica interioara 1,6
Alezare de finisare
1 3 3
Frezare foarte fina
3 2 2
Rectificare de degrosare
2 3 3 *
Nr. Supra-feţei
Tipul suprafeţei
Condiţii tehnice impuse
Procedee posibile de
aplicat
Analiza comparativă a procedeelor - satisfacerea
cerinţelorConcluzii (proce-
deu adoptat)
Dimensiu-nea şi
precizia
Aba-teri de formă şi poziţie
Rugozita-te
Tehnice
Econo-mice
De productivita
-te
S10 Plană 3,2
Frezare de finisare 2 3 3 *
Rectificare de finisare 3 2 2
S11 Adancitura 2 - - Amprentare *
S12 Cilindrică interioară ∅4 - -
Burghiere 2 3 3 *Alezare de degroşare 3 2 2
S13 Semisferica R10 - - Frezare de
degrosare *
S14 Tesitura 1x45° - -
Frezare de degrosare 2 3 3 *
Rectificare de degrosare
3 2 2
S15 Teşitură 1x45° - 3,2
Frezare de finisare 3 1 2 *
Alezare de degroşare 2 3 3
S16 Adancitura 1 - -Fresare de degrosare - - - *
Tab. 3.2 Suprafetele de prelucrat
3.3. Stabilirea succesiunii logice a operatiilor de prelucrare mecanica, tratament termic (termochimic) si control
3.3.1. Stabilirea succesiunii logice, economice, a operatiilor de prelucrare mecanica pentru fiecare suprafata
Pentru stabilirea succesiunii operatiilor ce preced procedeul de prelucrare final, pentru fiecare
suprafata, se utilizeaza un algoritm bazat pe criteriul realizarii coeficientilor globali de precizie (ε gT
) si
de rugozitate (ε gR
):
ε gT
= Ts,d / Tf,d (3.1)
unde Ts,d este toleranta la dimensiunea d a semifabricatului;
Tf,d este toleranta finala a piesei la aceeasi dimensiune;
ε gR
= Rs,d / Rf,d (3.2)
Unde Rs,d si Rf,d sunt rugozitatile suprafetelor cu dimensiunea d, la semifabricat, respectiv la piesa finita.
Algoritmul presupune ca, pornind de la ultimul procedeu aplicat (in ordine inversa) sa se prevada procedee de prelucrare din ce in ce mai putin precise, pentru care (cunoscand precizia si rugozitatea realizabile), sa se calculeze coeficientii de precizie si rogizitate partiali:
ε iT
= Ti-1,d / Ti,d (3.3)
Unde indicii i-1 si i se refera la operatia precedenta (ulterioara, ca ordine a stabilirii), respectiv la
cea curenta. Similar, se defineste ε iR
.
Se considera o succesiune a operatiilor ca fiind completa in momentul in care aceasta poate realiza trecerea de la conditiile semifabricatului pana la cele ale piesei finite, deci:
∏i=1
nεiT≥εg
T
∏i=1
nεiR≥ε g
R
In aceasi timp pentru evitarea “excesului de precizie”, se urmareste ca :
∏i=1
nεiT≤1 ,05⋅εg
T
(3.5)
(3.4)
∏i=1
nεiR≤1,05⋅ε g
R
Se aplica metoda coeficientilor globali de rugozitate pentru suprafata S1.
Rugozitatea la sfarsitul operatiei de matritare este de 12,5 μm.
Mai intai se allege o frezare de degrosare. Rugozitatea la sfarsitul acestei operatii va fi 6,3 μm. Coeficientul de rugozitate partial va avea valoarea:
ε 1R
= 12,5 / 6,3=1,988
Urmeaza frezarea de finisare. Rugozitatea la sfarsitul acestei operatii va fi 3,2 μm. Coeficientul de rugozitate partial va fi:
ε 2R
= 6,3 / 3,2=1,968
Produsul coeficientilor partiali va fi:
∏i=1
nεiR= 1,988*1,968=3,91.
Coeficientul global de rugozitate este:
ε gR
=12,5/3,2=3,90.
Produsul coeficientilor globali este cuprins intre limitele recomandate:
3,90<3,91<1,05*3,90=4,09.
Asadar, operatiile au fost bine alese. In continuare se prezinta succesiunea operatiilor pentru fiecare suprafata, in urmatorul tabel:
Nr. Supra-feţei
Tipul suprafeţei Procedee aplicate
S1 PlanaFrezare de degrosareFrezare de finisare
S2 Cilindrica interioara Rectificare de degrosareS3 Suprafata de separatie SpargereS4 Cilindrica exterioara Frezare de degrosare
S5 FiletataBurghiereFiletare cu tarodul
S6 PlanaFrezare de degrosareFrezare de finisare
S7 PlanăFrezare de degrosareFrezare de finisare
S8 Cilindrică interioară Rectificare de degrosareS9 Cilindrica interioara Rectificare de degrosare
S10 PlanăFrezare de degrosareFrezare de finisare
S11 Adancitura AmprentareS12 Cilindrică interioară BurghiereS13 Semisferica Frezare de degrosareS14 Tesitura Frezare de degrosareS15 Teşitură Frezare de degrosareS16 Adancitura pinten Frezare de degrosare
Tab. 3.3. Operatiile de prelucrare pentru fiecare suprafata
3.3.2. Stabilirea traseului tehnologic, al operatiilor mecanica, tratament termic si control
Avand in vedere ordinea operatiilor, stabilita pentru fiecare suprafata si anumite criterii tehnico-economice, se stabileste ordinea tuturor operatiilor, de la preluarea semifabricatului, pana la obtinerea piesei finite. Criteriile economice se refera la asigurarea concordantei procesului tehnologic (operatii concentrate sau diferentiate) cu caracterul productiei (serie mica, mijlocie, mare sau de masa).
Criteriile tehnice sunt prezentate sub forma de indicatii tehnologice. Mentionam cateva dintre acestea:
- In primele operatii se prelucreaza suprafete ce for servi ulterior ca baze tehnologice, cele ce reprezinta baze de cotare si cele ce pot duce la descoperirea eventualelor defecte de semifabricare;- Toate operatiile de degrosare se executa inaintea celor de finisare;- Suprafetele cu precizia cea mai ridicata sau care se pot deteriora usor se prelucreaza ultimele (ex. Filetele);- Prelucrarile ce duc la micsorarea rigiditatii piesei se executa in finalul procesului tehnologic;- Prelucrarile cu scule metalice se executa inaintea tratamentelor termice pe suprafetele respective;- Dupa etapele mai importante se preved operatii de control intermediar.
Tinand seama si de procesul tehnologic existent, se vor stabili si prezenta toate operatiile de prelucrare mecanica, tratament termic (termochimic) si control, in ordinea propusa si se vor numerota. Numerotarea facuta (se recomanda numerotarea din 5 in 5 sau din 10 in 10) se va utiliza in toate etapele proiectului. Vor fi evidentiate prelucrarile ce se efectueaza ca face ale aceleiasi operatii si se vor sublinia si justifica diferentierile fata de procesul tehnologic existent. Prezentarea se face tabelar.
Nr. Crt.
Suprafaţa prelucrată
Suprafeţele baze
tehnologiceDenumirea operaţiei
Numărul de
ordine al operaţiei
Faza
1 S1
capul, piciorul si
corpul bielei
Frezare plana de degrosare 1
Frezare suprafete frontale
2 S7 Frezare plana de degrosare 23 S15 Tesire 34 S6 Frezare plana de degrosare 45 S10 Frezare plana de degrosare 56 S14 Tesire 6
7 S8 S1,S7,picior si cap biela Rectificare de degrosare 1 Rectificare picior biela
13 - -Control intermediar al suprafetelor frontale ale bielei si alezajul din piciorul bielei
1 Control intermediar I
14 - S1,S7,picior si capac biela Presare bucsa din bronz 1 Presare bucsa
15 S13 S1,S7, cap, corp biela
Frezare frontala 1 Frezare adancitura
16 S12 S1,S7, cap,corp biela
Burghiere 1 Burghiere gaura de ungere
17 S11 S1,S7,picior si cap biela
Amprentare 1 Amprentare
18 S16 S1,S7,picior si cap biela
Frezare de degrosare 1 Frezare pinten cuzinet
19 S2 S1,S7,picior si cap biela
Rectificare de degrosare 1Rectificare alezaje
20 S9 Rectificare de degrosare 221 S1 bazele
auxiliare de pe Frezare plana de finisare 1 Frezare de finisare
suprafete frontale22 S7 Frezare plana de finisare 2
capul, piciorul si corpul bielei
23 S6 Frezare plana de finisare 324 S10 Frezare plana de finisare 4
25 - - Control intermediar alezaje, suprafete frontale
1 Control intermediar II
26 - - Cîntărire şi marcarea masei suplimentare. 1 Cantarire I
27 - - Frezarea adaosului de material de la capul şi piciorul bielei.
1 Frezare
28 - - Cintărirea şi sortarea pe grupe masice, marcare. 1 Cantarire II
29 - - Control final 1 Control Final30 - - Conservare 1 Conservare
Tab 3.4. Succesiunea logica a operatiilor
3.4 Alegerea utilajelor si instalatiilor tehnologice
Pentru fiecare operatie se vor alege si mentiona masinile – unelte si utilajele necesara in functie de:
- Tipul prelucrarii;- Dimensiunile de gabarit ale piesei;- Caracteristicile functionale ale utilajului (gama de turatii si avansuri, puterea) prevazute a fi necesare;- Precizia si rigiditatea utilajului;- Tipul productiei si metoda de organizare a fabricatiei, gradul de incarcare al utilajului;- Costul utilajului si productia interna de utilaje.
In special in cazul productiei de serie mare sau masa se va analiza gradul de aplicabilitate a strungurilor semiautomate multi cutite, a masinilor de copiat, a masinilor unelte cu comanda program
Pentru frezarea suprafetelor frontale se alege o masina de frezat CNC multiax, cu 4 arbori de tip FNG 40 CNC pentru frezarea simultana a suprafetelor cu caracteristicile.
- Dimensiunile maxime ale piesei: 400x800 mm- Domeniul de lucru – longitudinal, transversal, vertical 600, 400, 400 mm- Conul arborelui ISO 40- Numar arbori: 4- Turaţia arborelui principal – fără trepte, reglabil : 50-4000 rot/min- Puterea motorului principal 6,5 kW- Avans de lucru – longitudinal, transversal/ vertical: 1-8500/1-7000 mm/min- Tipul comenzii numerice Heidenhain TNC 310
Pentru operatiile de burghiere, filetare, frezare circulara, rectificare se alege un centru de prelucrare CNC de tip U-UniversalLine cu caracteristicile:
curse X/Y/X de la 560/410/410mm 5 axe comandate numeric (simultan) Comenzi numerice de ultima generatie SIEMENS si FANUC Limbaj de programare conversational SHOP MILL sau MANUAL GUIDE 21i/31i Batie din fonta turnata: Ghidaje de alunecare practicate in batiu sau de rostogolire viteze de deplasare rapida pana la 48 m/min turatii la axul principal intre fără trepte, reglabil: 100 si 20 000 rot/min magazii cu 24 scule, cu brat dublu instalatie pentru racirea prin scula gama larga de accesorii si functii optionale
Pentru spargerea capacului bielei se adopta o presa HBM construita in acest scop. Mai este necesara o presa pentru presarea bucsei din pronz si pentru amprentarea acesteia precum si o presa pentru stantarea bielelor.
3.5 Adoptarea schemelor de orientare (bazare) si fixare a piesei (si a dispozitivelor ce asigura realizarea acestora)
La stabilirea succesiunii operatiilor procesului tehnologic se au in vedere si se mentioneaza si suprafetele ce reprezinta bazele tehnologice, utilizate la prelucrarea diferitelor suprafete. Modul in care respectivele baze tehnologice isi indeplinesc rolul este definit prin elaborarea schemelor de bazare si fixare, etapa ce presupune:
- Analiza cotelor ce se realizeaza la fiecare operatie si stabilirea gradelor de libertate ce trebuie prelucrare la bazare;- Analiza suprafetelor disponibile si preferabile pentru utilizare ca baze tehnologice si, tinand seama de anumite criterii (raportul dimensiunilor piesei, rigiditatea aceasteia, conditiile de pozitie reciproca impuse), stabilirea gradelor de libertate ce se preiua pe fiecare suprafata (baza tehnologica);- Adopatarea dispozitivelor ce pot asigura preluarea gradelor de libertate in modul stabilit, in conditii de calitate (precizie, adaptabilitate, productivitate si fiabilitate maxime si cheltuieli minime);- Analiza fortelor de aschiere principale, a rigiditatii piesei, a suprafetelor ce pot fi utilizate pentru aplicarea fortelor de fixare, pentru antrenare sau ca reazeme suplimentare;- Stabilirea succesiunii operatiilor de fixare, a stragerilor secundare (prealabile) si principale; - Adoptarea dispozitivelor ce pot asigura modul de fixare stabilit, in aceleasi conditii tehnico economice mentionate mai sus;
- Intocmirea schemelor de bazare si fixare a piesei* pentru fiecare operatie, prin utilizarea sistemului de utilizare informationala ce permite o eficienta definire atat a starii de bazare si fixare (grade de libertate rapite, suprate utilizate) cat si a elementelor concrete de bazare si fixare (dispozitive)
Prezentarea se va face tabelar, iar scheme de bazare si fixare comune mai multor operatii se reprezinta o singura data (mentionadu-se operatiile respective).
Nr. de ordine si denumirea
operatieiSchema de bazare si fixare optima (SBF-O)
Dispozitivul utilizat
1-6. frezare de degrosare
Doua prisme si o placuta, prinse
in menghina.
7. rectificare de degrosare
Prisma cu manghina, placa
de baza
8. frezare de degrosare
9. burghiere10. filetare
2 dornuri scurte, rigide, placa de
baza
15. frezare frontala
16. burghiere
Placa de baza, prisme,
menghina
17. amprentare18. frezare
pinten cuzinet19,20
rectificare de degrosare
Prisma cu manghina, placa
de baza
21-24. frezare de finisare
Doua prisme si o placuta, prinse
in menghina.
Tab 3.5. schemele de bazare ale piesei
3.6. Alegerea S.D.V.-urilor
Din cataloage de scule standardizate sau speciale, se adopta si se prezinta sumar (denumirea, principalele caracteristici) sculele utilizate la fiecare operatie, definite prin:
- Materialul propus pentru scula (otel rapid, scule cu placute din carburi metalice, diamant industrial, s.a.);- Destinatia sculei (degrosare, finisare);- Forma, dimensiunile si alte caracteristici specifice fiecarei scule, prin simbolizarea STAS.Pentru discurile abrazive se vor mentiona pe langa dimensiuni si caracteristicile: de material, granulatie, duritate, liant.Alegerea caracteristicilor sculelor se face in concordanta cu materialul, forma, dimensiunile si conditiile tehnice de precizie si calitate ale suprafetei impuse piesei de prelucrat, avand in vedere criteriul economic.
Pe langa dispozitivele de bazare si fixare mentionate, se adopta celelalte dispozitive si verificatoare, recomandabil, dintre cele standardizate. Dispozitivele speciale se proiecteaza odata cu proiectarea tehnologiei de fabricatie (aspect ce nu intra in obiectul proiectului de fata). La alegerea S.D.V.-urilor trebuie avut in vedere diferentierea, in aceasta privinta, a diferitelor tipuri de productie: - In productia de masa – grad de utilizare cu S.D.V.-uri ridicat, dispozitive de control automat si activ, verificatoare speciale;- In productia de serie – grad mediu de utilizare cu S.D.V.-uri cu tendinta de utilizare a S.D.V.-urilor compuse din elemente demontabile si utilizarea verificatoarelor speciale;- In productia individuala – grad redus de utilare cu S.D.V.-uri (de obicei, normale, iar uneori foarte specializate) si utilizarea instrumentelor de masura universale.
Prezentarea S.D.V.-urilor adoptate se va face tabelar:
Nr. de ordine si denumirea operatiei
Scule Dispozitive Verificatoare
1. frezare de degrosare
freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe
din carburi metalice tip K20
având d=100mm, z=10dinţi
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina-
2. frezare de degrosare
freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe din carburi metalice tip K20 având d=100mm, z=10dinţi
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina-
3. frezare de degrosare tesituri
freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe din carburi metalice tip K20 având d=100mm, z=10dinţi
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina-
4. frezare de degrosare
freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe din carburi metalice tip K20 având d=100mm, z=10dinţi
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina-
5. frezare de degrosare freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe din carburi metalice tip K20 având d=100mm,
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina
-
z=10dinţi
6. frezare de degrosare tesituri
freză frontală STAS 1684-67 cu plăcuţe din carburi metalice tip K20 având d=100mm, z=10dinţi
Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina-
7. rectificare de degrosare Piatra de rectificat cu diamant D120
Prisma cu manghina, placa de baza
-
Nr. de ordine si denumirea operatiei
Scule Dispozitive Verificatoare
8. frezare de degrosare
freză conica STAS 1683-67 cu plăcuţe
din carburi metalice tip K20 având d=11 mm,
2 dornuri scurte, rigide, placa de baza -
9. burghiere burghiu DIN 228 D=8,5 mm
2 dornuri scurte, rigide, placa de baza
-
10. filetare cu tarodul tarod DIN 352 M10 2 dornuri scurte, rigide, placa de baza
-
15. frezare frontala
freză conica STAS 1683-67 cu plăcuţe
din carburi metalice tip K20 având d=11 mm,
Placa de baza, prisme, menghina
-
16. burghiere burghiu DIN 228 D=4 mm
Placa de baza, prisme, menghina
-
18. frezare degrosare
freză conica STAS 1683-67 cu plăcuţe
din carburi metalice tip K20 având d=11 mm,
Prisma cu manghina, placa de
baza-
19. Rectificare de degrosare
Piatra de rectificat cu diamant D120
Prisma cu manghina, placa de
baza-
20. Rectificare de degrosare
Piatra de rectificat cu diamant D120
Prisma cu manghina, placa de
baza-
21. frezare de degrosare freză frontală STAS Doua prisme si o -
1684-67 cu plăcuţe din carburi
metalice tip K20 având d=100mm,
z=10dinţi
placuta, prinse in menghina
22. frezare de degrosare idem Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina
-
23. frezare de degrosare idem Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina
-
24. frezare de degrosare idem Doua prisme si o placuta, prinse in
menghina
-
Tab 3.6. Scule, dispozitive si verificatoare necesare
Bibliografie - Capitolul 3
1. Iozsa, D. si Bejan, N. – Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor. Indrumar de
proiect. Litografia UPB, 1995;
2. Marincas, D. si Abaitancei, D. – Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed.
Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982
3. Vlase, A. Regimuri de aschiere si adaosuri de prelucrare, Editura tehnica, Bucuresti, 1985
Capitolul 4
DETERMINAREA REGIMURILOR OPTIME DE LUCRU (DE ASCHIERE) SI A NORMELOR TEHNICE DE TIMP
4.1.Determinarea regimurilor optime de aschiere
Determinarea valorilor optime ale regimurilor de aschiere se bazeaza pe optimizarea unui parametru global de apreciere a procesului tehnologic respectiv.: minimizarea costului sau (mai rar) maximizarea productivitatii*) . Regimul de aschiere optim se determina dupa precizarea caracteristicilor sculelor aschietoare si se refera la urmatorii parametri:
- adancimea de aschiere – t [mm] este grosimea stratului indepartat prin aschiere, de pe suprafata piesei, la o singura trecere;- avansul – s [mm/min, mm/rot, mm/cursa dubla, mm/dinte] este marimea deplasarii sculei in raport cu piesa, efectuata intr-un interval de timp, in cursul miscarii secundare;- viteza de aschiere – v [m/min, m/s] viteza relativa a taisului sculei in raport cu suprafata de prelucrat.
In corelatie directa cu regimul de aschiere se defineste si durabilitatea sculei (intre reascutiri) – T [min].
Etapele de parcurs la utilizarea metodei clasice sunt, in general, urmatoarele:
- stabilirea durabilitatii sculei T, fie pein utilizarea u nor recomandari cu caracter general, a unor tabele normative sau, mai bine, prin calcul, cu ajutorul unor relatii empirice de optimizare, in raport cu costul sau cu productivitatea prelucrarii.- pe baza relatiei generalizate Time-Taylor:
Tm=
cv⋅k
v⋅t xv⋅s yv (4.1.) in care coeficientii cv si k (dependenti de conditiile concrete ale aschierii) si exponentii m, xv, yv se stabilesc pe baze experimentale, se pot determina parametrii regimului de aschiere (t, s, v) prin alegerea a doi dintre ei si calculul celui de-al treilea. Succesiunea stabilirii celor trei parametri este dictata de gradul in care acestia influenteaza functia de optimizare:
a.alegerea adancimii de aschiere, t, in functie de marimea adaosului de prelucrare si de tipul prelucrarii (degrosare, finisare); acum se stabileste si numarul de treceri;
b.stabilirea avansului, s, din considerentele de crestere a productivitatii, este necesar un avans cat mai mare; tinand seama de limitarile impuse, acesta se determina prin una din metodele:
- alegerea din tabele normative, urmata de verificari ale satisfacerii restrictiilor referitoare la resitenta sculei, rezistenta mecanismului de avans, rugozitatea suprafetei s.a.;- calculul valorilor limita (maxime) rezultate din fiecare restrictie in parte si adoptarea celei mai mici dintre valori.
In ambele cazuri, valoarea reala adoptata trebuie sa se gaseasca in gama avansurilor realizabile de catre masina
c.calculul vitezei de aschiere, v, cu relatia 4.1.
- calculul turatiei, n, a piesei de prelucrat (de ex. la strunjire), in functie de viteaza calculata si dimensiunea piesei (diametrul), urmat de alegerea celei mai apropiate valori, na, din gama de turatii a masini—unelte;- recalcularea vitezei de aschiere va, cu valoarea reala a turatiei na;- verificarea puterii necesare pentru aschiere.
Pentru restul operatiilor, parametrii regimului de saschiere se adopta, fara calcule de optimizare sau verificare, din tabele cu recomandari de regimuri de aschiere sau pe baza regimurilor aplicate in intreprinderea constructoare a piesei auto respective.
Se vor calcula regimurile de aschiere pentru operatiile:
0,5 0,08 13,8 4000 idem 720. Rectificare de degrosare 2 0,08 13,8 4000 idem 7
21. frezare de finisare frezare de 0,25 2,75 35,82 474,4
Timp de baza tb
Timp auxiliar ta
Timp de deservire organizatorica tdo
Timp de deservire tehnica tdt
Timp de odihna si necesitati fiziologice ton
Timp de intreruperi tehnologice si
organizatorice tto
Timp operativ top
Timp de deservire a locului de munca
tdl
Timp intreruperi reglementare tir
Timp unitar tu
Timp pregatire incheiere
tpi
Norma de timp
tu
Fig. 4.1.
finisare22. frezare de finisare 0,25 2,75 35,82 474,423. frezare de finisare 0,25 2,75 35,82 474,424. frezare de finisare 0,25 2,75 35,82 474,4
Tab 4.1. Regimurile de aschiere adoptate
4.2.Determinarea normelor tehnice de timp
Norma tehnica de timp reprezinta timpul necesar pentru executarea unei operatii tehnologice in anumite conditii de productie tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile. Se stabileste in functie de posibilitatile de exploatare a utilajului, S.D.V.-urilor, in conditiile aplicarii metodelor de lucru moderne, tinand seama si de gradul de calificare a muncitorilor, corespunzator acestor metode.
Determinarea normelor tehnice de timp se poate face:
- prin calcul analitic (sau pe baze statistice) al fiecarei parti componente si insumarea acestora;- pe baze statistice, prin analiza normelor de timp stabilite la operatii similare si preluarea acestora sau calculul prin interpolare, tinand seama de diferentele specifice.
Structura normei tehnice de timp (fig. 4.1.), semnificatia componentelor si recomandari privind determinarea acestora vor fi prezentate, pe scurt, in continuare; la elaborarea proiectului este necesara consultarea lucrarilor de specialitate.
Semnificatia componentelor normei tehnice de timp este prezentata in continuare:
- tb - timpul de baza – durata prelucrarii propriu-zise, se determina, in functie de regimurile de lucru adoptate si de parametrii geometrici ai suprafetelor prelucrate, prin calcul analitic, cu relatii de forma:
tb = Lp / vs (4.2.)
unde Lp este drumul pe care-l parcurge scula, in directia miscarii de avans [mm] si v s este viteza de avans [mm/min]. Pentru fiecare tip de prelucrare relatia (4.2.) ia forme specific.
Pentru alte operatii decat cele de aschiere, pentru timpul de baza pot fi deduse relatii similare sau aceasta poate fi adoptata pe baze statistice (cronometrare).
- ta - timpul auxiliar – durata prinderii-desprinderii piesei, apropierii-indepartarii aschiilor, efectuarii masuratorilor s.a. - pentru fiecare componenta, se extrag valorile recomandate din normative, in functie de conditiile specifice ale prelucrarii sau se determina, global, pe baze statistice.
- top - timpul operativ – (top = tb + ta) se calculeaza ca si componentele sale pentru fiecare faza a operatiei, dupa care se insumeaza, pentru determinarea timpului operativ total, la fiecare operatie.
- tdo - timpul de deservire organizatorica – timpul consumat pentru asezarea semifabricatelor, sculelor, primirea si predarea schimbului etc. – se determina, in general, ca procent (0,5…7%) din top, in functie de tipul si marimea masinii-unelte.
- tdt - timpul de deservire tehnica – timpul consumat pentru inlocuirea sculelor, reglarea masinii-unelte, indreptarea perioadica a muchiei aschietoare a sculei etc; se determina din normative, pe componente sau global, ca procent (2…8%) din tb.
- ton - timpul de odihna si necesitati fiziologice ale operatorului uman – se determina ca procent (3…7%) din top.
- tto - timpul de intreruperi conditionate de tehnologie si organizarea muncii– se determina ca procent din top.
- tu - timpul unitar – timpul total corespunzator prelucrarii unei piese – se obtine ca insumare a componentelor:
tu = top + tdt + tdo + ton + tto [min] (4.3.)
- tpi - timpul de pregatire-incheiere – durata activitatilor desfasurate de muncitor la inceputul si sfarsitul prelucrarii lotului de nlot piese (primirea comenzii, studiul documentatiei, primirea si predarea S.D.V.-urilor, semifabricatelor si pieselor); se stabileste, pe componente, din normative. Marimea lotului, nlot, la care se refera tpi se poate considera egala cu numarul mediu de piese prelucrate intr-un schimb (nlot=ts·Qλ) sau cu marimea optima a lotului de piese prelucrate, in productia de serie.
- tn – norma tehnica de timp ( timpul normat ):
tn = tu + tpi / nlot [min] (4.4.)
Calculul normei de timp pentru operatia de frezare de degrosare:
1. Iozsa, D. si Bejan, N. – Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor. Indrumar de
proiect. Litografia UPB, 1995;
2. Vlase, A. Regimuri de aschiere si adaosuri de prelucrare, Editura tehnica, Bucuresti, 1985
Capitolul 5
CALCULUL NECESARULUI DE FORTA DE MUNCA, UTILAJE, S.D.V.-URI SI MATERIALE
5.1.Determinarea volumului anual de lucrari
Toate calculele tehnico-economice, cuprinse in capitolele 5 si 6, se refera la perioada de un an, pentru care s-a determinat planul anual al productiei de piese Npp [buc/an] (a nu se confunda cu planul dat prin tema de proiect, Npl.
Pe baza normelor de timp se vor determina:
-volumul de lucrari anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii-unelte (se poate accepta egalitatea celor doua valori):
V = Npp · tn / 60 [ore] (5.1.)
Inlocuind, obtine
-timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare:
Vs = Npp · tb / 60 [ore] (5.2.)
-timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor:
VDV = Npp · tDV / 60[ore] (5.3.)
unde tDV [min] reprezinta timpul unitar al utilizarii dispozitivului sau verificatorului, rezultat din analiza componentelor normei de timp.
Rezultatele acestor calcule vor fi prezentate tabelar sau odata cu calculele necesarului de forta de munca, utilaje si S.D.V.-uri.
5.2.Determinarea necesarului de forta de munca si utilaje
5.2.1.Fondul de timp anual al muncitorului Fm [ore]
Fm = [Zc - (Zd + Zs + Zo)] · ts · km [ore] (5.4.)
unde: Zc , Zd , Zs si ts au semnificatia din paragraful 1.3.1.;
Zo – durata medie (zile) a concediului anual de odihna al unui muncitor (Zo = 20 zile);
km – coeficient ce tine seama de intarzieri, absente s.a., km= 0,94…0,98.
unde Zr este numarul zilelor de imobilizare a utilajului pentru reparatii - se adopta, in functie de numarul de schimburi si complexitatea utilajului, ca procent (3...8%) din fondul de timp nominal, iar k u – coeficient de folosire a utilajului, cu valori medii recomandate de 0,8...0,9.
5.2.3. Calculul necesarului de forta de munca – numarul de muncitori, m i, la fiecare operatie
mi = Vi / Fm (5.6.)
Meseriile, categoriile de calificare si treptele de salarizare cerute de fiecare operatie vor fi stabilite in concordanta cu normative, avand, eventual, in vedere si situatia din intreprinderi ce realizeaza operatii similare.
In urma calculelor, cu relatia (5.6.) vor rezulta valori m i reale (cu parte zecimala); adoptarea valorilor intregi se va face pe baza unei analize a particularitatilor procesului tehnologic:
- in general, rotunjirea se va face la cea mai apropiata valoare intreaga superioara (cu exceptia cazurilor in care partea zecimala este sub 0,05...0,1 cand se poate face aproximarea catre valoarea intraga inferioara);- se va analiza, in special in cazul in care Fm >> Vi (deci mi calculat <<1), posibilitatea concentrarii ai multor operatii ce necesita aceeasi calificare sau calificari apropiate si efectuarea lor de catre un singur muncitor, astfel ca, pentru operatiile respective mi sa fie cat mai apropiat de unitate; - la adoptarea valorilor, se va tine seama si de tipul productiei, de metoda de organizare a fabricatiei si, eventual, de posibilitatea aplicarii poliservirii utilajelor, de catre muncitori [3,4].
Relatia de calcul a numarului de utilaje necesar pentru operatia “i” este similara cu (5.6.):
ui = V i / F u (5.7.)
Pentru adoptarea valorilor intregi ale numarului de utilaje, din fiecare tip, se va tine seama de recomandari similare facute la I.5.2.3.
In situatia imposibilitatii obtinerii unor coeficienti corespunzatori de utilizarea fortei de munca sau utilajelor, se poate accepta (fara a se solicita, in cadrul proiectului, o analiza, in acest sens) ipoteza
utilizarii disponibilitatilor, in cadrul proceselor tehnologice de executie a altor piese, desfasurate in paralel, in sectia respectiva. Necesarul de forta de munca si utilaje se detaliaza si rotunjeste pe sectie sau atelier.
Nr. operatiei
Denumirea utilajului
Norma de timp
tn
Volumul de lucrari Vi
Fondul de timp Fm
Numar de utilaje
Calculat ui
Operatii concentrat
e
Adoptat uia
1 masina de frezat multiax 1,27 12762,37 5335,20 2,39
1-6 3
2 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,003 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,004 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,005 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,006 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,007 centru de prelucrare CNC 3,19 32051,36 5335,20 6,01 - 68 centru de prelucrare CNC 4,36 43790,50 5335,20 8,21
8-10 109 centru de prelucrare CNC 0,61 6105,10 5335,20 1,1410 centru de prelucrare CNC 0,25 2469,53 5335,20 0,4611 presa pentru spargere 1,60 16063,38 5335,20 3,01 - 212 banc de lucru 2,66 26762,38 5335,20 5,02 - 513 banc de lucru 4,26 42821,50 5335,20 8,03 - 814 presa bucsa bronz 2,66 26766,63 5335,20 5,02 - 515 centru de prelucrare CNC 1,87 18832,01 5335,20 3,53
15-16 716 centru de prelucrare CNC 1,54 15458,68 5335,20 2,9017 presa hidraulica 1,60 16063,38 5335,20 3,01 - 318 centru de prelucrare CNC 0,40 3993,39 5335,20 0,75 - 119 centru de prelucrare CNC 1,41 14145,29 5335,20 2,65
19,20 820 centru de prelucrare CNC 2,69 26989,19 5335,20 5,0621 masina de frezat multiax 1,17 11799,08 5335,20 2,21
21-24 322 masina de frezat multiax 0,00 0,00 - -23 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,0024 masina de frezat multiax 0,00 0,00 5335,20 0,0025 banc proba 4,26 42821,50 5335,20 8,03 - 826 cantar 3,20 32118,25 5335,20 6,02 - 627 masina de frezat 2,13 21415,00 5335,20 4,01 - 428 cantar 3,20 32118,25 5335,20 6,02 - 629 presa pentru stantare 4,26 42821,50 5335,20 8,03 - 830 banc de lucru 1,07 10711,75 5335,20 2,01 - 2
Tabelul 5.2. Necesarul de utilaje
5.3. Calculul necesarului de S.D.V.-uri
Calculul necesarului de S.D.V.-uri se poate face prin calcul analitic sau, mai putin precis, pe baze statistice. In cazul proiectului se recomanda utilizarea metodei analitice prezentata in literatura de specialitate.
5.3.1. Calculul necesarului de scule
Norma de consum anual de scule, Ncs, se determina tinand seama de durabilitatea acestora (intre reascutiri), T[min] de timpul de lucru normat, tb [min], de numarul de reascutiri posibile, r si de volumul productiei – numarul de piese prelucrate anual Npp (v.I.1.3.2.).
Ncs=tb
(r+1)⋅T⋅k y⋅N pp
(I.5.8.)
unde: k y este un coefficient ce tine seama de distrugerile accidentale ale sculei k y =1,05...1,1.
Numarul de reascutiri posibile se determina, tinand seama de normative, cu relatia:
r=Mh (I.5.9.)
unde M [mm] este marimea (grosimea sau lungimea) stratului de material al sculei ce se poate indeparta prin reascutire, organizarea calculelor se poate face dupa modelul din tabelul .5.3.:
5.3.2. Calculul necesarului de dispozitive si verificatoare
Pentru dispozitivele de bazare si fixare, a altor dispozitive de lucru, se poate considera o durabilitate de maximum un an, deci necesarul se stabileste in raport cu numarul masinilor unelte si utilajelor respective In cazul dispozitivelor de verificare si masurare, se poate determina necesarul anual, Nev, tinand seama de durabilitatea suprafetei active si numarul total de masurari:
Nev=N pp⋅nvnd⋅i
⋅k y (I.5.10.)
Unde : ky = 1,05...1,1 (similar I.5.3.1.); nd – durabilitatea (in numar de masuratori ce produc uzura suprafetei active cu 1 m, din normative), [masuratori / m]; i – marimea uzurii acceptabile, pentru verificatorul respectiv [m]; nv – numarul de masuratori efectuate pentru o piesa, cu verificatorul respectiv.
Rezultatele calculelor se prezinta tabelar:
Nr. Crt.
Dispozitivul/verificatorul Numar adoptat
1 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine 32 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -3 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -4 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -5 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -6 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -7 Prisma cu manghina, placa de baza 68 2 dornuri scurte, rigide, placa de baza 109 2 dornuri scurte, rigide, placa de baza -
10 2 dornuri scurte, rigide, placa de baza -11 -12 -13 Subler 2541415 Placa de baza, prisme, menghina 716 Placa de baza, prisme, menghina -17 -18 Prisma cu manghina, placa de baza 119 Prisma cu manghina, placa de baza 820 Prisma cu manghina, placa de baza -21 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine 322 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -23 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -24 2 prisme si 1 placuta, 3 menghine -25 Subler, comparator 25426 cantar, subler 827 -28 cantar 8
29 subler, comparator 50830 -
Tab. 5.4. Numarul de dispozitive/verificatoare adoptat.
5.4. Calculul necesarului de materiale
Necesarul de materiale se refera, in primul rand, la cantitatea de material de baza al piesei, utilizat la executia semifabricatului.
Volumul semifabricatului poate s-a apreciat modeland piesa in programul CATIA. S-a obtinut o masa de 1813 g = 1,813 kg
Tot aici se recomanda, tinand seama de adaosurile de prelucrare (deci de volumul piesei finite), calculul cantitatii de material recuperabil, pentru o piesa mdr [kg].
Masa piesei finita, determinata prin aceeasi metoda este de 1532 g = 1, 522 kg.
Masa de material recuperabil va avea valoarea: mdr=0, 291 kg/piesa
Necesarul anual de material va fi: 1,813*603000=1093239 kg =1093,2 t
Din aceasta, cantitatea de material recuperabil va fi: 175473 kg =175,4 t.
Pe langa aceasta mai este necesar lubrifiant pentru masinile de aschiere si conservant pentru tratarea piesei la sfarsitul procesului de fabricatie.
Bibliografie - Capitolul 5
1. Iozsa, D. si Bejan, N. – Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor. Indrumar de
proiect. Litografia UPB, 1995;
Capitolul 6
CALCULUL COSTULUI DE FABRICATIE A PIESEI
6.1. Structura generala a costului de fabricatie unitar
Pentru aprecierea eficientei unui proces tehnologic, comparativ cu cele similare existente, sau pentru adoptarea unei variante economice de proces tehnologic, in cazulelaborarii, in paralel, a mai multor variante, compatibile din punct de vedere tehnic cu cerintele impuse piesei, se determina costul piesei, se determina costul piesei sau al lotului de piese. La baza calculelor stau valorile determinate la cap.5., privind consumurile de forta de munca, utilaje, S.D.V.-uri si materiale.
Calculul costului de fabricatie unitar se poate face pe articole de fabricatie, acestea fiind clasificate in doua categorii:
- cheltuieli directe, care se efectueaza in legatura cu fiecare unitate de produs; in componenta lor intra:- cheltuieli cu materii prime si materiale directe , din care se scad cheltuielile cu deseurile recuperabile, Cmat;- cheltuieli cu manopera directa , Cman;- cheltuieli indirecte, care se efectueaza pentru productie in ansamblu sau sunt comune mai multor produse ; in componenta lor intra:- cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajului , Cifu;- cheltuieli generale ale sectiei (regie de sectie) , Rs;- cheltuieli generale ale intreprinderii (regie de intreprindere) , Ri;
Costul de fabricatie unitar, Cu, se obtine prin insumarea acestor articole de calculatie:
6.2. Cheltuieli directe6.2.1. Cheltuieli cu materii prime si materiale directe
In functie de tipul semifabricatului utilizat (v. cap. 2. – metoda si procedeul, materialul, complexitatea si precizia), se stabileste costul semifabricatului, raportat la unitatea de masa Ksf [lei/kg].
Costul semifabricatului poate fi reprezentat, dupa provenienta acestuia, de costul de sectie, pretul de productie sau livrare si tine seama de materialul de baza utilizat si de cheltuielile de semifabricare.
Costul materialului, Cmat, se determina cu relatia:
Cmat = msf ksf – mdr kdr [lei/piesa] (6.2.)
unde: msf este masa semifabricatului [kg];
ksf – costul unitar al semifabricatului [lei/kg];
mdr – masa deseurilor recuperabile [kg];
kdr – costul unitar al deseurilor recuperabile [lei/kg].
Inlocuind cu valori numerice avem:
Cmat =1,81315-0,2915=25,74 lei/piesa
6.2.2. Cheltuieli cu manopera directa
Costul manoperei, Cman, se determina pe baza necesarului de forta de munca, a salariilor orare, Si [lei/ora], in functie de calificarea muncitorului, ca si a celor privind adaosurile procentuale la salariu (cota de asigurari sociale, CAS = 25% si ajutor de somaj, AS=5%), stabilite prin hotarare guvernamentala:
Cman=1
60⋅(1+ cas+as
100 )⋅∑ S i⋅tni [lei/piesa] (6.3.)
unde insumarea se face pentru toate operatiile “i” din procesul tehnologic, tni reprezentand norma de timp la operatia respectiva. Calculul se poate face utilizand tabelul urmator:
In cazul de fata, costul cu salariile va fi:
Calificarea muncitorilor (meserie)
Salariul orar
Si
Norma de timp tni
Si tni
muncitor calificat 22 49,64 1092,08
Tabelul 6.1. Costurile cu manopera
Iar costul cu manopera ca avea valoarea:
Cman=1
60⋅(1+25+5
100 )⋅1092 ,08=23 ,66 lei/piesa
6.3. Cheltuieli indirecte
In comparatie cu cheltuielile directe, acestea se calculeaza cu ajutorul unor coeficienti de repartitie.
Coeficientii de repartitie se obtin raportand cheltuiala indirecta totala la o cheltuiala directa totala , care poate fi cheltuiala totala cu materiale directe sau manopera directa.
6.3.1. Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelor
Aceste cheltuieli cuprind: amortizarea mijloacelor si utilajelor utilajelor sectiei; cheltuieli pentru reparatii; cheltuieli cu energia , combustibilul si alte materiale tehnologice; cheltuieli cu reparatia si intretinerea sculelor si dispozitivelor. Aceste cheltuieli se pot determina prin inmultirea manoperei directe cu coeficientul de repartitie a cheltuielilor cu intretinerea si reparatia utilajelor, kCIFU. Valoarea acestui coeficient poate fi apreciat intre 0,25...0,50.
Cifu = kCIFU Cman , [lei/piesa] (6.4.)
Valoarea numerica va fi:
Cifu =0,423,66= 9,46 lei/piesa
6.3.2. Cheltuieli generale ale sectiei (regia de sectie)
Regia de sectie, RS, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere si de alta natura din cadrul sectiei, amortizarea cladirilor si mijloacelor fixe aferente sectiei, cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de sectie, cheltuieli pentru protectia muncii si cheltuieli de cercetare, inventii si inovatii. Se calculeaza ca procent (100%...350%) din Cman (se va avea in vedere procentul aplicat in intreprinderi ce executa operatii similare).
Alegem un procent de 200%. Astfel, valoarea numerica va fi:
RS=200% Cman=2 23,66 = 47,32 lei/piesa
6.3.3. Cheltuieli generale ale intreprinderii (regia generala de intreprindere)
Regia generala de intreprindere, Ri, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere, tehnic etc. din intreprindere, amortizarea mijloacelor fixe de interes general, cheltuieli pentru cercetare si instruirea personalului de conducere, cheltuieli admistrativ-gospodaresti la nivel de intreprindere si alte cheltuieli de interes general tehnico-administrative ale intreprinderii; se stabilesc procentual (6%...12%) din costul de sectie (Cman+RS+Cifu).
Alegem un procent de 10%. Valoarea acestor cheltuieli este:
