analiza posibilităţilor de obţinere a semifabricatului
DESCRIPTION
Analiza posibilităţilor de obţinere a semifabricatuluiTRANSCRIPT
„Universitatea Petru Maior” Târgu-Mureş
Facultatea de Inginerie
Specializarea: Inginerie Economicã Industrialã
TEHNOLOGIA
CONSTRUCŢIILOR DE MAŞINI Proiect
Cuprins
1.1.3. Analiza posibilităţilor de obţinere a semifabricatului...................................3
1.1.3.1. Analiza materialului, caracteristici fizico-mecanice..............................3
1.1.3.2. Prelucrabilitatea materialului reperului..................................................6
1.1.3.3. Calculul coeficientului de utilizare a materialului..................................9
1.1.3.4. Justificarea alegerii procedeului de obţinere a semifabricatului pentru varianta unicat si serie, stabilirea adaosului de prelucrare initial.........................10
1.1.3.5. Stabilirea tipului de producţie...............................................................10
1.1.4. Elaborarea matricei complexitatii tehnologice...........................................12
1.1.5. Justificarea variantei optima de prelucrare.................................................13
1.1.6. Masuri de protecţia muncii şi norme specifice locurilor de muncă (conform cerinţelor specificate)..............................................................................................14
1.1.3. Analiza posibilităţilor de obţinere a semifabricatului
1.1.3.1. Analiza materialului, caracteristici fizico-mecanice
Conform desenului de executie, materialul prescris este OLC 45 STAS 880-80 si SR EN
10083:2007. Voi realiza o analiza a materialului din urmatoarele puncte de vedere: denumirea
materialului, simbol, compozitie chimica, propriettati fizico mecanice si proprietati tehnologice.
Alegerea semifabricatului
Denumirea: OLC 45
STAS: 880-80
Starea de livrare: TRS tras-recopt-slefuit
Diametrul: Ø65 0 -0,130 mm
Lungimea de livrare: 140 mm
Volumul anual de productie: N =100 000 piese/an+i*5000buc/an.
Dimensiunile piesei impun alegerea urmatorului semifabricat:
- otel rotund calibrat T10 – h11 STAS 1800 – 980 / OLC45 STAS 1800 – 80
Caracteristicile otelului OLC 45:
a) Compozitia chimica: 0,42% C, 0,50 % Mn, 0,17% S, max. 0,04% P, max. 0,045 S,
elemente reziduale admise: max. 0,3% Cr, max. 0,3% Ni, max. 0,3% Cu, max. 0,05% As;
masa specifica ρ=7845 kg/m3.
Forme de livrare: produse plate, profile laminate la cald, semifabricate pentru forjare,
otel calibrat, produse tubulare, sarme laminate si trase.
b) OLC 45 prezinta urmatoarele caracteristici mecanice:
Tabelul 1. Caracteristicile mecanice ale otelului OLC 45 livrat in stare trasa:
Otel tras (T), cojit tras (CT), tras slefuit
(TS)
Otel tras recopt (TR), tras recopt
slefuit (TRS) si cojit slefuit (CS)
Dimensiunea
sau grosimea,
mm
Rm in N/mm2
(valori minime)
A5 in % (valori
minime)Rm in N/mm2
A5 in % (valori
minime)
max. 6 780 5
490 – 690 16
6 – 10 740 6
11 – 25 690 7
26 – 40 640 7
41 – 80 590 8
c) Caracteristici fizice:
Tabelul 2. Caracteristici fizice ale otelului OLC 45
Conductivitatea termica λ, W/m0C,
la temperatura T
Caldura specifica Cp, J/Kg0C,
la temperatura T
20 200 400 600 800 1000 20 200 400 600 800 1000
50,66 48,13 41,85 33,95 24,65 24,65 452 535,8 632 757,6 933,4 1000,4
d) Plasticitate:
- Gradul de refulare la cald trebuie sa fie de 66%( reducere la 1/3 din inaltimea initiala)
- Plasticitatea se garanteaza numai pentru produse obtinute din semifabricate cu
suprafata prelucrata prin flambare, polizare si pentru bare cojite.
e) Caracteristici metalografice:
La verificarea in ruptura sau pe probe taiate din sectiune transversala a produsului in stare
de livrare, dupa actac cu reactivi metalografici, nu trebuie sa prezinte defecte ca: urmare
de porozitati, sulfuri, crapaturi si incluziuni vizibile cu ochiul liber.
Tratamente termice recomandate:
calire martensitica volumica – incalzire la 840 – 8600C racire in apa, ulei;
revenire inalta – incalzire la 550 – 6600C racire in aer.
Tratamentul termic de imbunatatire poate fi precedat de o eventuala recoacere sau
normalizare.
f) Tipuri de livrare:
Marcaotelului
Tipuri de livrare
1 3 4 5
OLC 45 X X X X
g) Culori de marcareprin vopsire:
Marcaotelului Culori de marcareprinvopsire
OLC 45 alb-negru
1.1.3.2. Prelucrabilitatea materialului reperului
Analiza prelucrabilitatii
Un factor hotarator in ceea ce priveste diversele proprietati ale aliajelor feroase il
constituie compozitia chimica. Aceasta poate determina o influenta determinata asupra structurii,
asupra proprietatilor fizico-mecanice, dar si asupra proprietatilor legale de prelucrare prin
aschiere.
Influenta carbonului
Pentru oteluri prelucrabilitatea prin aschiere este putenic afectata de variatia continutului de
carbon. Diagrama din figura de mai jos scoate in evidenta scaderea vitezei de aschiere V60 B0,2
odata cu marimea continutului de carbon. Influenta continutului de carbon asupra indicatorului
de prelucrabilitate V60 B0,2 la strunjirea otelurilor( t=2 mm; s=o,25 mm/rot)
0,1 0,2 0,3 0,40
20
40
60
80
100
120
140
160
Influenta sulfului
Se accepta ideea ca sulful exercita o influenta favorabila asupra indicatorilor de
prelucrabilitate prin aschiere, dar contribuie la inrautatirea unor proprietati cum ar fi cele privind
rezistenta la rupere, sudabilitate, rezistenta la coroziune, plasticitate la cald. Sulful prezent in otel
intr-o proportie variind intre 0,15 % si 30 % asigura o crestere a vitezei de aschiere si a
fragmentelor variabile a aschiilor.
Influenta manganului
Mn face parte din elementele care conduc la stabilizarea feritei. O oarecare ameliorare a
prelucrabilitatii prin aschiere are loc ca urmare a prezentei Mn cu continutul scazut de carbon.
Mn se gaseste in proportie de 0,5 % si 1,35 %.
Influenta fosforului
In oteluri prezenta fosforului in proportie de circa 0,1 % se poate solda cu o imbunatatire a
prelucrabilitatii prin aschiere. Fosforul se foloseste pe scara individuala, alaturi de Si pentru
imbunatatirea prelucrabilitatii otelurilor pentru automate, la prelucrabilitatea in serie mare sau in
masa.
Prelucrabilitatea materialului:
Proprietatile tehnologice analizate ale materialului sunt: forjabilitate, turnabilitate,
prelucrabilitate prin aschiere si sudabilitate. In cazul forjabilitatii, otelurile de carbon de calitate
(OLC) au o capacitate buna de a fi prelucrate prin forjare la cald. In cazul turnabilitatii, la
alegerea aliajelor pentru turnare se iau in considerare o serie de factori ca: temperatura de topire
(sa fie cat mai mica), vascozitatea topirii, tendinta de formare a segregatiilor, inclunziunilor de
gaze. Materialul turnat trebuie sa aiba un coeficient de contractie mic si o capacitate de dizolvare
a gazelor. De asemenea, materialul din care se toarna semifabricatele trebuie sa aiba o buna
capacitate de umplere a formelor.
Otelurile nu au o turnabilitate buna, pentru obtinerea se semifabricate turnate din hotel au
fost elaborate oteluri nealiate si aliate. In cazul prelucrabilitatii prin aschiere se obtine un volum
cat mai mare de aschii pe unitate de timp in conditiile unui consum minim de scule si energie.
La prelucrarea otelurilor, unul dintre parametrii prin care este apreciata aschiabilitatea
buna, V60 m/min( viteza la care scula aschietoare rezista 60 de minute pana la noua reascutire).
Tinand cont de parametrul V60, prelucrabilitatea otelurilor scade odata cu cresterea continutului
de carbon, cu cresterea rezistentei la rupere si a duritatii HB.
In ceea ce priveste structura otelurilor prelucrabilitatea descreste in ordinea: ferita-perlita
globura-perlita lamerala-sorbita-troostit. Fortele de aschiere crescand in aceasta ordine. Fortele
de aschiere cresc odata cu cresterea continutului de carbon.
Prelucrabilitatea prin aschiere a unui material metalic caracterizand in ansamblu
intensitatea uzurii sculei si rugozitatea suprafetei prelucrate se exprima in mod convetional in
procente fata de otelul pentru automate AUT 12 a carui prelucrabilitate este considerata etalon,
100 %. Din acest punct de vedere, otelurile cu un continut mic de carbon precum cel analizat
(OLC 45) au o prelucrabilitate scazuta. In cazul sudabilitatii, otelul analizat este usor
sudabil(prin topire). Otelul bara utilizat in constructia reperului prezentat pe desenul de executie
se lamineaza la cald dintr-un otel de uz general.
Semifabricatul este o bucata de material sau o piesa bruta care a suferit o serie de
prelucrari mecanice.
Piesa finita reprezinta in urma prelucrarii semifabricatului cu respectarea tuturor
conditiilor impuse prin desenul de executie (forma, dimensiune, toleranta, calitatea suprafetelor).
Surprusul de material care trebuie indepartat de pe suprafata se numeste adaos de
prelucrare.
Conditii de forma:
Barele trebuie sa fie drepte, fara indoituri sau deformatii ale axei acestora
Abaterea de la rectilinitate trebuie sa nu depaseasca 10 mm/m (1% din lungimea barei)
Bavurile rezultate prin taiere nu trebuie sa depaseasca 5 mm
Barele trebuie sa fie taiate fara indoirea capetelor si fara deformarea sensibila a sectiunii
Pe suprafata otelului nu se admit fisuri, aschii, suprapuneri de laminare, bavuri
Se admit mici defecte ca: zgarieturi, sulfuri sau adancituri cu conditia ca adancimea
stabilita prin pilire de control sa nu depaseasca 1,2 mm.
Furnizor OLC 45: METAL STEEL S.A.
1.1.3.3. Calculul coeficientului de utilizare a materialului
K= VpVt [%]
K este coeficientul de utilizare al materialului si este diferenta dintre volumul de material
al piesei finite si volumul de material al semifabricatului utilizat pentru obtinerea piesei.
K se doreste a fi cat mai mare, ce urmareste ca sa apropie semifabricatul de forma
final a piesei pentru a economisii material, pentru a reduce timpii de obtinere si pentru a mari
durabilitatea sculelor.
Vp- volumul piesei prelucrate
Vt- volumul semifabricatului
Vp= 319192,96 mm3
Vt=π∗R2∗L=π∗302∗150=423900mm3
K=319192.96
423900 = 0.75
K= 75 %
Vp1= π∗252∗44−π∗32∗14=85954,36mm3
Vp2= π∗302∗70−π∗62∗60=191037,6mm3
Vp3= π∗202∗34−π∗42∗10=42201,6mm3
Vp= V1 + V2 + V3 = 319192,96 mm3
1.1.3.4. Justificarea alegerii procedeului de obţinere a semifabricatului
pentru varianta unicat si serie, stabilirea adaosului de prelucrare
initial
Piesa se poate obtine atat in varianta unicat cat si de serie. Pentru varianta unicat se
opteaza pentru utilizare de masini unelte universale, dar si scule, dispozitive si verificatoare
universale, pentru acest tip de productie nefiind justificate din punct de vedere economic
realizarea unor dispozitive de lucru specializate.
In schimb pentru varianta de productie de serie este de preferat utilizarea
dispozitivelor si a sculelor speciale, care usureaza fixare pieselor in pozitie de lucru si astfel
reduce timpii de productie, dar ajuta si la obtinerea unor piese calitativ superioare.
1.1.3.5. Stabilirea tipului de producţie
Productia poate fi individuala, de serie mica, mijlocie, mare sau masa. In functie de
aceasta se aleg materialele de prelucrare, plecandu-se de la evaluarea costului de fabricatie.
La productia individuala sau de serie mica, se folosesc masini unelte universale,
cadre cu calificare ridicate.
La productia de masa este necesara existenta de masini unelte speciale,
proiectare detaliata a tehnologiei de prelucrare.
N = 100.000 + i * 5000 buc/an
N= 100.000 +7* 5000 buc/an, i=7
Alti parametrii:
-sistemul mediu de fabricatie
Rf= Fr/N [buc/an]
Fr- fondul anual de timp
Fr= Fn*n*k*60
n-nr de schimburi (2*8 ore)
Fn-fondul nominal anual= 253
K-coef de utilizare
Fn= 253*2*8= 4048 ore
Fr= 60*4048*53= 12 872 640 [min]
Rj= 12 872 640/ 13 5000= 95,35 [min]
Lotul optim: Nopt= N*z/nz= 135 000* 15 /253=80 003 buc
nz- nr de zile suportate la stocul de rezerva
Calculul productivitatii:
Q= N/Fr= 135 000/12 872 640= 0.010 [buc/min]
1.1.4. Elaborarea matricei complexitatii tehnologice
ɗ V HB OPERATIA A A’ B C D E F F’ G H I J K L M M’A 1.
2STRUNJIRE FRONTALA
A’ 1.2
CENTRUIRE
B 1.2
TESIRE
C 1.2
STRUNJIRE CILINDRICA
D 1.2
FREZARE CANAL PANA
E 3.2
CANAL DEGAJARE
F 3.2
GAURIRE
F’ 3.2
ALEZARE
G 3.2
STRUNJIRE CILINDRICA
H CANAL DEGAJARE
I GAURIREJ FILETAREK STRUNJIRE
CILINDRICAL TESIREM STRUNJIRE
FRONTALAM’ CENTRUIRE
1.1.5. Justificarea variantei optima de prelucrare
Se considera ca variantele B1 si B2 au urmatoarea structura a utilajelor si echipamentelor
folosite:
B1: - nr de masini unelete 3: SNB 400, FUS 32
- nr de scule si dispozitive: 6
- nr de operatii: 5
- nr de faze: 15
B2: - nr de masini unelte: 3
- nr de scule si dispozitive: 6
- nr de operatii: 7
-nr de faze: 11
Varianta optima aleasa este B1, deoarece coeficientul de utilizare este mai mare, se
strunjeste cu un numar mai mare de semifabricate odata. Se folosesc masini unelte si scule
universale iar timpul de executare este mai redus.
1.1.6. Masuri de protecţia muncii şi norme specifice locurilor de
muncă (conform cerinţelor specificate)
Masuri de protectia muncii care se impun la lucrarile de strunjire:
- Sa se controleze starea masinii inainte de inceperea lucrului
- Sa se controleze instalatia electrica a strungului
- Sa se controleze permanent fixarea rigida a presei, a cutitului si a dispozitivului
- In timpul lucrului sa se foloseasca dispozitivele de protectie impotriva aschiilor
- Sa se franeze universalul cu mana
- Folosirea ochelariilor
- Inlaturarea aschiilor cu dispozitive speciale pentru acest scop
- Urmarirea permanenta a prelucrarii prin aschiere a presei si sa intervina la timp in
cazul unor prelucrari anormale datorate fixarii incorecte a presei, sculei sau a disp
folosite
Masuri de tehnica muncii ce se impun la lucrarile de frezat:
- Sa se controleze starea masinii inainte de inceperea lucrului
- Sa se controleze permanent fixarea rigida a presei, a frezei
- Fixarea corecta a sculelor, dispozitivelor si preselor pe masa masinii de frezat
- Interzicerea folosirii categorice a sculelor si dispozitivelor si uneltelor de lucru
- Urmarirea permanenta a prelucrarii prin aschiere a piesei si sa intervina la timp in
cazul unor prelucrari anormale datorate fixarii incorecte a presei, sculei sau a
dispozitivului
