fabricarea bielei pentru motoare cu aprindere prin scanteie

Proiect Fabricarea si Repararea Autovehiculelor

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTIFacultatea de Transporturi

Catedra Autovehicule Rutiere

PROIECTFABRICAREA ŞI REPARAREA

AUTOVEHICULELOR

TEMA:

FABRICAREA BIELEI PENTRU MOTOARE CU APRINDERE PRIN SCANTEIE

Student: Grupa: 8403 aÎndrumator: Conf. Dr. Ing. Nicolae Bejan

1


PROIECTUL DE FABRICARE SI REPARARE A PIESELOR DE AUTOVEHICULE

BIELA pentru MAS

CAPITOLUL I

1.Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii pisei si stabilirea sistemului de productie

1.1 Analiza rolului functional , a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia

BIELA Biela este organul mecanismului motor care transmite forta de presiune a gazelor de la piston la arborele cotit si transforma misecarea alternativa de translatie a pistonului in miscare de rotatie a arborelui cotit.

Constructia bielelorConstructia piciorului bielei. Piciorul bielei are forma unui tub, in partea superioara a acestuia

prezetandu-se o zona de material in exces, pentru corectarea masei. Piciorul bielei trebuie sa fie suficient de rigid, in acest scop marindu-se raza de racordare intre picior si corp, sau se deplaseaza axa boltului fata de axa piciorului.

2


Constructia corpului bielei. Pentru a rezista la solicitarea de compresiune si a elimina efectul de famblaj, capul bielei are sectiunea transversala de forma unui dublu T cu talpile paralele cu planul de incastrare. Unele biele au alezat prin corp un canal de ungere, in cazul ungerii prin presiune.

Constructia capului bielei. Capul bielei trebuie sa aiba rigiditate superioara, conditionata de functionarea normala a cuzinetului; sa aiba o masa redusa pentru a genera forte de inertie mici, sa aiba dimensiuni reduse, acestea determinand conturul carterului si fac posibila la montaj sau demontaj trecerea bielei prin cilindru, sa aiba o racordare larga cu corpul pentru a atenua efectul de concentrare a tensiunilor.

Biela este organul mecanismului motor care transmite forta de presiune a gazelor de la piston la arborele cotit si serveste la transformarea miscarii alternative de translatie a pistonului in miscarea de rotatie a arborelui cotit. Biela este compusă din trei părţi: partea articulata cu boltul se numeste piciorul bielei (1); partea articulata cu manetonul arborelui cotit se numeste capul bielei (2); partea centrala se numeste corpul bielei (3).

Deformatiile bielei

CONSTRUCTIA BIELEI

Construtia piciorului bielei. Piciorul bielei are forma unui tub (fig. 13.5, a). La partea superioara se lasa material in exces (E) pentru corectarea masei. Sub actiunea fortei de presiune a gazelor piciorul bielei se deformeaza (b) el se rigidizeaza pe cai diferite. Astfel, se mareste raza de racordare dintre picior si corp (c), dar biela isi pierde sveltetea, solutia (d) (p = ∞) este convenabila pentru MAC supraalimentat. La MAC, forta Fp, fiind mult mai mare decat forţa Fap se ingroasa la exterior partea inferioara a piciorului (e) prin dezaxarea cercului exterior al piciorului. Daca ungerea se face prin stropire se practica un orificiu (fig. 13.6, a) sau o taietura (b) la partea superioara a piciorului. Daca uleiul este adus sub presiune se practica un canal in corpul bielei prin care soseste uleiul la piciorul (c).

3


c d e

Fig. 13.5

1.1.1. Rolul functional si solicitarile piesei.

Analiza rolului functional

Biela este supusa la solicitari variabile. Asupra bielei actioneaza fortele de presiune ale gazelor si de inertie a grupului piston. Marimea sarcinii aplicate impune bielei o conditie fundamentala, sa poseda o rezistenta mecanica superioara. Sub actiunea fortelor, partile componente ale bielei se deformeaza diferit.

Forta de presiune produce in corpul bielei o deformatie remanenta care, micsorand lungimea dintre axele piciorului si capului, impiedica miscarea libera a acestuia.

Sub actiunea aceleiasi forte, corpul bielei se deformeaza astfel incat se cmpromite paralelismul axelor, efectul de flambaj, ceea ce constituie cauza principala a uzurii lagarelor.

Din punct de vedere functional, o deosebita importanta o reprezinta lungimea bielei. Biele lungi conduc la forte normale mai reduse, solutia conducand in schimb la marirea inaltimi motorului, la reducerea rigiditatii bielei si la aparitia unor solictari importante de flambaj. Bielele scurte au o rigiditate sporita, iar efectul de flambaj este practic nesmnificativ.

Biela este organul mecanismului motor care transmite forta de presiune a gazelor de la piston la arborele cotit si transforma misecarea alternativa de translatie a pistonului in miscare de rotatie a arborelui cotit.

4


Are rolul functional de a transmite fortele de la piston la manivela sau invers.Bielele se confectioneaza din materiale rezistente la oboseala si cu rezistenta mare la rupere : OL 50 B, OL 60 B, OLC 35, OLC 45, oteluri aliate cu Cr, Ni,Mo.

Solicitarile la care sunt supuse bielele :-flambaj ;-compresiune ;-încovoiere ;-oboseala.

ANALIZA FUNCŢIONALĂ

Biela este solicitata de forta de presiune a gazelor la compresiune si flambaj ; forţa de inertie a grupului piston solicita biela la intindere si compresiune. Biela este supusa la solicitări variabile. Mărimea sarcinii aplicate impune bielei o conditie fundamentala: să posede o rezistenta mecanica superioara. Sub acţiunea fortelor, partile componente ale bielei se deformeaza diferit. Forta de presiune produce in corpul bielei o deformatie remanenta care, micsorand lungimea b (fig. 132, a) dintre axele piciorului si capului, impiedica miscarea libera. Sub actiunea aceleasi forte, corpul bielei se deformreaza astfel (efectul de flambaj) incat se compromite paralelismului axelor (b), ceea ce constitue cauza principala a uzarii lagarelor si a slabirii pieselor din mecanismul motor. Sub actiunea fortelor axiale de inertie piciorul si capul bielei se ovalizeaza (c), ceea ce creeaza pericolul de gripaj. Fortele tangentiale de inertie (d), produc solicitarea la incoviere a corpului. Incovoierea bielei poate aparea si din cauza dispozitie excentrice (e) a fortei de compresiune, determinata de jocul radial dintre bolt si bucsa. Deformarea bielei fiind cauza principala a micsorarii fiabilitatii si mai ales a organelor conjugate, impune o a doua cerinta fundamentala, biela sa posede o rigiditate superioara.

Schema motorului cu 4 cilindri in linie

5


Biele pe acelasi fus maneton, motor in V la 90º

Din punct de vedere functional, o deosebita importanta prezinta lungirnea b, a bielei. Bielele lungi (A 0,2...0,25) conduc la forte normale mai reduse (oblicitatea β mai mica.), ceea ce micsoreaza frecarea dintre cilindru si piston. Solutia conduce in schimb la marirea inaltimii motorului, la creşterea masei acestuia si la reducerea rigiditatii bielei, la aparitia unor solicitari importante de flambaj in corpul bielei. La reducerea raportului S/D de 1-a 1,25 la 0,8 s-a obtinut (fig. 13.3) o bielă cu rigiditate sporita la care solicitarile de flambaj au devenit practic neinteresante.Dezvoltand forte insemnate de inerţie, biela creeaza solicitari mari in lagare, de aici un alt deziderat important: masa bielei sa fie cat mai mica. Drept indice de comparaaie a masei bielei se alege masa raportata a bielei. Se constata ca dupa fabricatie masa bielei variaza in limite largi ±5% (pentru ma-= 400 g, mn = ± 20 g). Pentru echilibrare se cere ca abaterea să fie sub 1 %. De aceea, la piciorul si capul bielei se prevad, zone ingrosate, din care se elimina material pentru corectarea masei ma (pentru ma= 400 g, se admite Δmn = 3 g). Daca arborele cotit nu este alcatuit din elemente demontabile, capul bielei se poate articula pe maneton numai daca este sectionat (v. fig. 13.1). Partea inferioara a capului se numeste capac si se prinde de partea superioar prin suruburi. Capetele bielei fiind articulate, trebuie asigurata ungereasuprafetelor in miscare relativă. Piciorul bielei se unge sub presiunea. Pentru a reduce frecarea si a preveni gripajul, in piciorul bielei se monteaza o bucsa din material antifrictiune. Manetonul se deplaseaza pe periferia intrioara a capului in acelasi sens, cu viteze ridicate: in aceste conditii se poate realiza un regirn hidrodinamic de ungere. Uleiul se aduce in articulatie sub presiune, iar capul bielei este prevazut cu un cuzinet.

6


Elementele componente ale motorului cu ardere interna:

1-bloc motor; 2- piston; 3-.biela; 4-.fus palier; 5-chiulasa; 6-bujie;7-carter superior; 8-galleria de admisie; 9-supapa de admisie; 10-galleria de evacuare; 11-ax cu came; 12-supapa de evacuare; 13-maneton; 14-arbore cotit; 15-carter inferior; 16-volant; 17-arbore cotit; 18-bolt; 19-segmenti

7


Biele in bloc motor, complet echipat

8


1.1.2 Conditiile tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie

Conditii tehnice Asigurarea unei rezistente inalte la oboseala si rigiditate corespunzatoare determina conditii

tehnice specifice pentru executie. In ceea ce priveste geometria bielei se prevede ca axele alezajelor sa fie in acelasi plan si

paralele,abaterile de la coplaneitate si paralelism se admit de maximum 0,003….0,006mm/100mm din lungimea bielei; abaterile privind distanta intre axele alezajelor nu vor depasi 0,005…0,1mm.Se limiteaza avalitatea si conicitatea alezajului din piciorul bielei la 0,005 ….0,010 mm iar a celui din capul bielei la 0,008…0,012mm. Bataia fetelor frontale maximum0,1mm.Abaterea de la perpendicularitatea axei gaurii pentru suruburi fata de suprafata de imbinare a capacului bielei cel mult 0,1/100mm; capacul bielei trebuie sa se aseze pe intreaga suprafata de imbinare;nu se admite joc.

Referitor la rugozitatea suprafetelor prelucrate se indica valorile Ra=1,6µm pentru suprafata alezajului piciorului inaintea presarii bucsei; Ra=0,8µm dupa presarea si prelucrare definitiva a bucsei; Ra=3,2…1,6µm pentru suprafata alezajului capului inainte de montarea cuzinetului; Ra=3,2µm 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 stransede ordinul 5…10..m.Acestea se pot obtine prin sortarea bielelor in grupe dimensionale dupa toleranta de executie a alezajului piciorului bielei. La biela asamblata cu cuzinet in imbinarea cu fusul maneton,pentru asigurarea conditiilor de ungere hidrodimanica, trebuie sa respecte jocul in limitele Δc=(0,00045….0,0015)dm unde dm este diametrul fusului maneton.

La montarea capacului de biela o atentie deosebita trebiue 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 constructoare.

9


Desen executie

10


Desen de executie al bielei fig. 1.1

11


Fig.1.2 Desen de executie al bielei

12


13


1.1.3 Analiza tehnologicitatii constructiei piesei

Tehnologicitatea este caracteristica complexa a constructiei piesei ce asigura, in conditiile respectarii conditiilor de eficienta si siguranta in functionare, posibilitatea fabricarii acesteia prin cele mai economice procese tehnologice, cu cheltuieli minime de forta de munca, utilaje, material, energie. Tehnologicitatea piesei poate fi apreciata prin indici absoluti sau relativi. Metodele de deformare plastică prin forjare – matriţare se bucură de o largă întrebuinţare în industria constructoare de maşini. Perfecţionarea metodelor de lucru, a utilajelor pentru deformare ca şi elaborarea unor materiale noi pentru construcţia matriţelor duce la lărgirea gamei de piese ce se prelucrează atât din punct de vedere al complexităţii şi preciziei cât şi al materialelor supuse deformării. În perspectivă se are în vedere deformarea plastică a metalelor cu utilizarea vibraţiilor. După frecvenţa vibraţiilor se disting două domenii de aplicare: deformarea plastică utilizând vibraţii cu o frecvenţă mai mare de 16000 Hz (ultrasunete) şi deformarea plastică utilizând vibraţii mecanice de frecvenţe joase. Se presupune, astfel, că prin utilizarea vibraţiilor se micşorează rezistenţa metalului la deformare plastică. Acest lucru se explică prin aceea că ultrasunetele sunt absorbite de dislocaţii. Energia acestora creşte, creşte de asemenea şi mobilitatea lor în cristal şi deci scade tensiunea tangenţială critică necesară începerii alune-cării. Ultrasunetele pot influenţa de asemenea proprietăţile materialelor supuse deformării. Întrebuinţarea vibraţiilor ridică însă probleme care deocamdată limitează utilizarea lor. S-a constatat astfel că frecarea la utilizarea vibraţiilor scade numai dacă ele au direcţie paralelă cu direcţia frecării. De asemenea curgerea materialului este mai bună în direcţia solicitărilor şi mai rea în direcţia laterală. Indiferent de problemele ce le ridică utilizarea vibraţiilor din punct de vedre economic ele prezintă urmă-toarele avantaje: economie de forţă şi lucru mecanic, toleranţe restrânse, calitatea suprafeţelor mai bună, durabilitatea sporită a sculelor, creşterea vitezei de deformare.

Principiul matriţării

Matriţarea este procedeul de deformare plastică la cald sau la rece la care materialul este obligat să ia forma şi dimensiunile cavităţii prevăzute în scula de lucru în funcţie de configuraţia pieselor ce trebuiesc executate (fig. 1.46). Procedeul se aplică la prelucrarea pieselor mici (până la 300 kg) de configuraţie complexă, în producţia de serie mică şi masă. Scula în care are loc deformarea poartă denumirea de matriţă. În raport cu forjarea liberă se asigură următoarele avantaje: productivitate ridicată, consum de metal redus, calitatea suprafeţei şi precizia de prelucrare bună, posibilităţi de obţinere a unor piese complicate, volum de muncă mic şi manoperă simplă, preţ de cost redus. Dezavantaje: costul ridicat al matriţelor, greutatea limitată a produselor din cauza forţelor mari de presare pentru deformare, necesitatea unor operaţii suplimentare (debavurare, calibrare etc.).

14


Fig. 1.46 – Principiul matriţării:

1 – semimatriţă superioară; 2 – semimatriţă inferioară;3 – semifabricat; 4 – cavitatea matriţei; 5 – produsul finit (cu bavură)

Clasificarea matriţării

Se face după următoarele criterii:- după temperatura de execuţie: la rece şi la cald;

- după modul de deformare în matriţă: matriţarea cu bavură (deschisă); matriţarea fără bavură

(închisă);

- după tipul utilajului de lucru: matriţarea la ciocan, la prese, la maşini specializate;

- după viteza de deformare: cu viteze mici şi viteze mari de deformare.

Scule pentru deformare la matriţare:

Fig. 1.47 – Tipuri de matriţe:

a – matriţă simplă; b – matriţă dublă;1 – semimatriţă superioară; 2 – semimatriţă inferioară; 3 – plan de separaţie; 4 – cavitatea matriţei.

Matriţa este scula folosită la refigurarea unui semifabricat prin deformare plastică astfel încât să se obţină o piesă de o anumită formă şi mărime. Matriţa propriu-zisă se confecţionează din două părţi numite semimatriţe (separate între ele printr-un plan numit plan de separaţie). Cavitatea care redă forma piesei dorite poate fi practi-cată într-o singură semimatriţă (la ma-triţele simple) (fig. 1.47, a) sau în amândouă semimatriţe (fig. 1.47, b) (la matriţele duble).

După modul de deformare al materialelor matriţele pot fi închise sau deschise (fig. 1.48, a, b), La matriţele închise cantitatea de material necesară pentru deformare trebuie să fie calculată exact ceea ce

15


îngreuiază şi scumpeşte procesul de fabricaţie. La matriţele deschise canalul de bravură permite scurgerea surplusului de material şi totodată umplerea completă a cavităţii matriţei.

Fig. 1.48 – Tipuri de matriţe:

a – închisă; b – deschisă.

După numărul de cavităţi pentru deformare matriţele pot fi: cu o singură cavitate (fig. 1.48, b) sau cu mai multe cavităţi (fig. 1.49). Semi-fabricatul 1 este supus mai întâi unei operaţii de preforjare în cavitatea I şi II, ocupând pe rând poziţiile 2 şi 3. Urmează operaţiile de matriţare, eboşare (cavitatea III) şi matriţarea de finisare (cavitatea IV).

O matriţă cu mai multe cavităţi cuprinde: cavitatea de pregătire (preforjare), în care materialul este supus unor operaţii de întindere, rulare, formare etc.; cavităţi de matriţare propriu-zisă, în care au loc operaţiile de matriţare, de eboşare şi matriţare de finisare (finală); cavităţi de separare pentru cleşte şi pentru tăiere; canalul de bavură.

Fig. 1.49 – Matriţă multiplă:

I, II – cavităţi de preforjare; III, IV – cavităţi de eboşare şi finisare;1, 2, 3 – faze succesive de matriţare

Canalul de bavură practicat în planul de separare al cavităţilor matriţei are rolul de preluare a surplusului de material. Prin crearea unei rezistenţe sporite de deformare a materialului în acest canal, se dă posibili-tatea de umplere completă a cavităţii matriţei la matriţarea de finisare. Bavura este formată din două părţi: puntiţa bavurii şi magazia bavurii (fig. 1.50). Principalele tipuri de bavură sunt date în figura 1.51. Dimensiunile canalului de bavură depind de felul matriţării (împingere sau refulare – fig. 1.52) şi de utilajul pentru deformare (ciocane sau prese – tabelul 1.3 şi tabelul 1.4).

16


Fig. 1.50 – Canal de bavură:

1 – puntiţă; 2 – magazie; 3 – plan de separaţie

Fig. 1.51 – Tipuri de locaşuri pentru bavură

Fig. 1.52 – Tipuri de matriţare:

a – prin strângere; b – prin refulare

17


Tabelul 1.3

Dimensiunile canalului de bavură pentru matriţarea pe ciocane

Nr. crt.

h mm

h1

mm

R mm

Matriţare cu refulare

Matriţare cu refulare şi împingere

Matriţare cu împingere

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

1. 0,6 3,0 1,0 6,018,

052,

06,0

20,0

61,0

8,022,

074,

0

2. 0,8 3,0 1,0 6,020,

069,

07,0

22,0

77,0

9,025,

088,

0

3. 1,0 3,0 1,0 7,022,

080,

08,0

25,0

91,0

10,0

28,0

104,0

4. 1,6 3,5 1,0 8,022,

0102,0

9,025,

0113,0

11,0

30,0

155,0

5. 2,0 4,0 1,5 9,025,

0136,0

10,0

28,0

153,0

12,0

32,0

177,0

6. 3,0 5,0 1,510,

028,

0201,0

12,0

32,0

233,0

14,0

38,278,0

7. 4,0 6,0 2,011,

030,

0268,0

14,0

38,0

344,0

15,0

42,0

385,0

8. 5,0 7,0 2,012,

032,

0343,0

15,0

40,0

434,0

18,0

46,0

506,0

9. 6,0 8,0 2,513,

035,

0435,0

16,0

42,0

530,0

20,0

50,0

642,0

10. 8,010,

03,0

14,0

38,0

601,0

18,0

46,0

745,0

22,0

55,0

903,0

11.10,

012,

03,0

15,0

40,0

768,0

20,0

50,0

988,0

25,0

60,0

1208,

0

18


Tabelul 1.4

Dimensiunile canalului de bavură pentru matriţarea pe prese

Nr. crt.

h mm

h1

mm

R mm

Matriţare cu refulare

Matriţare cu refulare şi împingere

Matriţare cu împingere

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

1. 0,6 3,0 1,0 4,0 16 50 4,5 18 57 5,0 20 642. 0,8 3,5 1,0 4,5 18 67 5,0 20 75 6,0 22 83

3. 1,0 4,0 1,0 5,0 20 87 6,0 22 97 7,0 25111

4. 1,6 5,0 1,5 6,0 20113

7,0 22126

8,0 25145

5. 2,0 6,0 1,5 7,0 22150

8,0 25179

9,0 28196

6. 2,4 7,0 2,0 8,0 22175

9,0 25202

10,0

28229

7. 3,0 8,0 2,0 9,0 25232

10,0

28264

11,0

30286

8. 4,0 9,0 2,510,

025

288

11,0

28311

12,0

31359

9. 5,010,

02,5

11,0

28356

12,0

32410

14,0

36470

Amplasarea cavităţilor în matriţă. Dacă matriţa are o singură cavitate aceasta se aşează în centrul matriţei, care coincide cu axa maşinii. Dacă matriţa are mai multe cavităţi atunci cavităţile de pregătire se aşează la marginea matriţei pentru uşurarea curăţirii de oxizi, iar celelalte se dispun în interiorul matriţei în ordinea de desfăşurare a operaţiilor de matriţare.

Conform celor precizate semifabricatul unei astfel de biele se va obtine prin matritare, iar inainte de prelucrarea mecanica se va supune unei normalizari sau recoaceri de inmuiere.

19


1.2 Alegerea justificata a materialului pentru executia piesei

Alegerea semifabricatului

Dupa ce s-a studiat desenul piesei pentru care trebuie sa se proiecteze procesul tehnologic de prelucrare,precum si rolul acestuia in componenta produsului din care face parte si numarul de bucati care trebuie executat in unitatea de timp,se trece la alegerea celui mai economic semifabricat.

Un semifabricat se poate realiza in general prin mai multe metode si procedee diferite ca volum de munca si cost de fabricatie.

Factorii care determina alegerea metodei si procedeului de elaborare a semifabricatului sunt: materialul impus piesei,dimensiunile piesei,forma constructiva,caracterul productiei,precizia necesara,volumul de munca necesar,costul prelucrarilor mecanice,utilajul existent sau posibil de prelucrat.

Avand in vedere caracterul productiei,forma si dimensiunile piesei,precum si materialul din care este confectionata biela,se va alege un semifabricat matritat.

Se poate mentiona ca pentru productiile de serie mare si de masa se pot face investigatii care sa permita realizarea desemifabricate cu adaosuri de prelucrare cat mai mici.

La alegerea semifabricatului se impune deci luarea in considerare a costului cumulat al elaborarii semifabricatului si al prelucrarii mecanice. Este necesar in consecinta un calcul economic justificat.

Alegerea materialului:- Pentru se alege oţelul aliat pentru îmbunătăţire, destinat construcţiei de maşini, 40Cr10X

STAS 791 – 88, inbunatatit la 330…350 HB. Compoziţia chimică a acestui oţel este redată în tabelul de mai jos:

Marcaoţel

Compoziţia chimică % max

C Mn P S Cr

40Cr10X 0,36-0,44 0,5-0,8 max.0,025 max.0,025 0,8-1,1

Caracteristicile mecanice, după tratamentul termic, sunt redate în tabelul următor:

MarcaOţelului

Limita de curgere

Rp0,2

N /mm2

Rezistenţala tracţiune

Rm

N /mm2

Alungirea A %min.

GâtuireaZ %min.

Rezilienta KCU300/2

J/cm2

min.

DuritateaBrinell în

stare recoaptă

HBmax.

40Cr10X 780 980 10 45 58 217

Semifabricatul se obtine prin matritare la cald, în varianta monobloc a corpului bielei cu capacul, alezajul capului bielei având formă eliptică.

Semifabricatul se obţine prin matriţare în mai multe faze, pe prese hidraulice.

20


Matriţarea pe prese Se folosesc aceleaşi prese ca şi în cazul forjării libere:

- matriţarea pe prese cu excentric.

În raport cu ciocanele de matriţat presele cu manivelă sau cu excentric pentru matriţare la cald prezintă urmă-toarele avantaje: cursa patinei presei, având o mărime fixă, la fiecare cursă se realizează o fază de matriţare, ceea ce permite obţinerea unor productivităţi mai ridicate; creşte precizia de matriţare întrucât presele sunt prevăzute cu coloane de ghidare; viteza de deformare fiind mică rezultă că rezistenţa la deformare a materialului şi energia consumată pentru defor-mare sunt mai mici; sunt necesare fundaţii mai mici decât la ciocane; se pot folosi extractoare, ceea ce micşorează înclinările piesei matriţate (fig. 1.54); condiţiile de lucru sunt mai bune; manopera simplă; posibilităţi de mecanizare şi automatizare mari.

Fig. 1.54 – Matriţă cu extractor:

1 – matriţă superioară; 2 – matriţă inferioară;3 – presă; 4 – extractor

Dezavantajele principale sunt: costul ridicat al pieselor; limitarea numărului de piese; cursa patinei fiind fixă presele cu excentric sunt mai puţin universale; necesită o pregătire mai îngrijită a semifabricatelor (încăl-zire fără oxidare, curăţire de oxizi etc.).

- matriţarea pe prese hidraulice. Presele hidraulice prezintă urmă-toarele particularităţi: viteză mică de deformare; forţa maximă se obţine de la începutul cursei pistonului şi este constantă în timp având valori foarte mari; numărul de curse este mic deci productivitatea redusă; mărimea cursei de lucru este mare; costul utilajului este ridicat; se pretează pentru piese foarte mari sau pentru materiale cu plasticitate redusă.

- matriţarea pe prese cu fricţiune. Presele cu fricţiune sunt utilaje cu matriţare cu caracteristici intermediare între ciocane şi prese cu manivelă. Forţa maximă dezvoltată variază între 50…2000103 daN. Particularităţi: forţa de deformare se aplică sub formă de şoc; cursa patinei presei nu este fixă ceea ce permite mărirea gamei de piese ce se pot matriţa; matriţarea se face de obicei în matriţe cu o singură cavitate; fazele de matriţare pot fi realizate prin una sau mai multe lovituri. Folosirea lor se recomandă în cadrul pieselor mici, de configuraţie simplă în producţia de serie mică şi mijlocie. Azi se înlocuieşte tot mai mult sistemul de antrenare prin fricţiune prin sistemul de antrenare hidraulic (fig. 1.55, a, b).

- matriţarea pe maşini orizontale, permite matriţarea din semifabri-cate simple a pieselor pline sau goale de configuraţie simplă sau complexă la care partea deformată este scurtă şi de secţiune mult

21


mai mare decât secţiunea semifabricatului iniţial. Procedeul cuprinde patru faze importante (fig. 1.56). În prima fază semifabricatul se introduce în matriţă până atinge opritorul 1.

Fig. 1.55 – Ciocane presă cu antrenare hidraulică:

1 – cilindru hidraulic; 2 – cadru; 3 – ghidajele batiului;4 – piuliţă; 5 – arbore filetat; 6 – volant; 7 – sabotă.

În faza a doua are loc strângerea semifabricatului şi începutul refulării. Urmează faza a treia de refulare completă. În faza a patra semimatriţa mobilă coboară şi piesa este scoasă afară. În cazul pieselor inelare se prevede un dispozitiv de tăiere astfel încât dintr-un semifabricat de lungime nedefinită se matriţează un număr mare de piese. Avantajele procedeului sunt: productivitate mare (400…1000 piese/h); posibilitatea de matriţare a unor piese a căror formă nu permite matriţarea la alte utilaje; obţinerea unor piese de dimensiuni apropiate de cele finite datorită matriţării fără bavură şi a unor înclinaţii mici de matriţare; adaosurile de prelucrare şi toleranţele de matriţare sunt mici.

22


Fig. 1.56 – Fazele procesului de matriţare pe maşinile de forjat orizontale:

1 – opritor; 2 – matriţă fixă; 3 – matriţă mobilă; 4 – semifabricat;S – sursa de lucru; Sm – deschiderea matriţei; I, II, III, IV – fazele de matriţare

Principiul de lucru al maşinilor se poate urmări în figura 1.57. Scula pentru deformare este confecţionată dintr-un poanson cu ajutorul căruia se deformează semifabricatul şi din matriţa propriu-zisă în care are loc defor-marea. Dacă piesa se prelucrează într-o singură trecere, matriţa este execu-tată din două semimatriţe care conţin o zonă de strângere şi una de deformare. Dacă deformarea se produce în mai multe trepte matriţa se construieşte sub forma unui bloc de matriţe care conţine zona de strângere, de refulare, de perforare, de tăiere etc. Pentru economisirea de material de matriţă cavităţile de deformare se confecţionează sub forma unor pastile de material dur care se montează prin înşurubare în corpul matriţei. Particularităţile procesului de deformare sunt: numărul fazelor de deformare trebuie să fie cât mai mic; refulările se prevăd a fi executate în poanson pentru a evita formarea bavurilor ca s-ar putea imprima în piesă; piesele trebuie să aibă dimensiuni cât mai apropiate de semifabricatul iniţial pentru a avea grade mici de deformare.

Fig. 1.57 – Schema de principiu a maşinii de matriţat orizontală:

1 – motor electric; 2 – curele de transmisie; 3, 4 – roţi dinţate;5, 6 – sistem bielă-manivelă; 7 – berbec; 8 – semimatriţa superioară;

9 – semimatriţa inferioară; 10 – sistem de pârghii; 11 – cameră;12 – roată canelată; 13, 14 – sistem de sprijin; 15 – frână.

23


Freza 1F ferastrau 200 x 5 STAS 1159/2-84.

Tehnologia de prelucrare mecanica

Aspecte particulare si etapele principale ale procesului tehnologic. Biela si capacul bielei nu sunt interschimbabile, deoarece sunt supuse unor prelucrari definitive in stare asamblata la fel ca si bucsile de biela,care se prelucreaza definitiv dupa presare.

Alegerea si prelucrarea bazelor de asezare. Pentru realizarea unor suprafete plane de reazem de calitate, procesul tehnologic incepe cu prelucrarea fetelor frontale ale capului si piciorului bielei.Prelucrarea fetelor frontale se executa prin frezare,brosare sau rectificare plana.In cazul frezarii se pot prelucra separat suprafetele capului si piciorului bielei;la o singura asezare se prelucreaza toate cele patru fete frontale.

Brosarea fetelor frontale poate fi aplicata atat la bielele cu lungimea capului si a piciorului diferita cat si la bielele cu lungimea acestor elemente egala.

Rectificarea se aplica bielelor simetricecare au lungimea capului egala cu lungimea piciorului si a caror fete frontale se afla in acelasi plan.

Prelucrarea prealabila a alezajelor din capul si piciorul bielei. In cazul prelucrarii bielelor forjate separat ,alezajul din piciorul bielei se executa prin burghiere,orientand piesa dupa conturul piciorului,cu strangere pe fata frontala.Prelucrarea suprafetelor plane de separatie ale capului bielei. Cand biela si capacul sunt semifabricate distincte,suprafetele plane de separatie se prelucreaza in mod obisnuit prin brosare pe masini verticale de brosat si mai rar se frezeaza pe masini orizontale de frezat.

Prelucrarea gaurilor pentru suruburile de biela. Prelucrarea gaurilor pentru suruburi atat in corpul bielei cat si in capac se executa concomitent prin operatii de burghiere,largire ,tesire,alezare,filetare pe masina de gaurit cu capete multiaxe si masa rotativa sau agregat de gaurit.Piesa se orienteaza dupa alezajele din piciorul si capul bielei cu apasare pe suprafata frontala a capacului si corpului.

24


Prelucrarea de semifinisare a alezajelor din capul si piciorul bielei. Semifinisarea alezajelor se executa dupa asamblarea corpului cu capacul bielei cu ajutorul suruburilor.Prelucrarea consta, de obicei, din operatii de strunjire interioara din mai multe treceri si mai rar din operatii de adancire si alezare.

Ajustarea si sortarea bielelor pe grupe masice. Operatia de ajustare a masei bielelor se executa prin fezare pe masini de frezat orizontale si consta in indepartarea de pe suprafetele celor doua capete a cantitatilor de metal suplimentar, in scopul obtinerii masei prescrise.

Materiale şi semifabricate optime utilizate la fabricarea bielelor

Un studiu efectuat de specialişti la cererea unor firme japoneze producătoate de autovehicule, are ca principală concluzie faptul că firmele care nu vor lua măsuri de înlocuire a materialelor tradiţionale cu altele noi, nu vor putea face faţă concurenţei.

Compozitele au cunoscut o dezvoltare foarte rapidă, găsindu-şi o tot mai largă utilizare: în construcţia aerospaţială, în industria chimică, în domeniul telecomunicaţiilor, în domeniul medical, în construcţia de automobile etc.

Comparativ cu materiale calsice, compozitele se comportă mai bine la solicitări mecanice şi termice, la uzură şi coroziune şi au densitatea mai mică decât aceea a materialelor clasice(=1.2...4.3 g/cm3 faţă de =7,8 g/cm3, în cazul materialleor feroase, şi chiar a aliajelor de titan =4.5 g/cm3), au rezistenţă ridicată la coroziune, sunt uşor prelucrabile, au proprietăţi tehnologice superioare materialelor clasice, sunt ergonomice şi ecologice etc.

Compozitele pot fi definite ca materiale constituite dintr-o masă metalică (feroasă sau neferoasă) ori nemetalică (materiale plastice, roci minerale, ceramice, celuloză, lemn etc.) numită matrice, armată cu elemente de rezistenţă sub formă de microcristale filiforme.

În funcţie de natura materialului matricei, compozitele pot fi grupate în :-materiale compozite cu matrice metalică feroasă;-materiale compozite cu matrice metalică neferoasă;-compozite cu matrice din materiale plastice;Executarea unor repere cu funcţii vitale în structura constructiv -funcţională a motoarelor cu

ardere internă (exemplu -corpul bielei din compozit cu matrice metalică ranforsată cu armătură de carbon înfăşurată în ochiuri le acesteia, cu rulmenţi din ceramică, pistonul din matrice de aluminiu armat cu wiskers-uri de SiC sau de Al2O3 ori Si3N4 etc) conduc la simplificarea construcţiei motorului21 şi la prelungirea considerabilă a duratei de funcţionare.

Un asemenea motor nu mai necesită sistem de ungere şi de răcire, fapt ce permite motorului să funcţioneze în condiţii cu totul diferite de acelea prescrise motorului realizat din materiale clasiceMaterialele din care se confecţionează biela trebuie să îndeplinească o serie de condiţii ca: rezistenţă mecanică ridicată, în special la rezistenţa la oboseală şi şoc şi să răspundă unor condiţii grele de funcţionare.

Se utilizează aproape exclusiv oţelurile de îmbunătăţire cu conţinut mediu de carbon (C=0,35...0,45), dar la motoarele cu ardere internă cu aprindere prin scânteie se folosesc şi biele din fontă, iar la motoarele rapide se utilizează biele din aliaje de titan.

Cele mai utilizate materiale sunt oţelurile de îmbunătăţire cu conţinut mediu de carbon (C=0,35...0,45).

25


Cel mai indicat procedeu de obţinere a semifabricatelor pentru biele din otel este forjarea, la biele de dimensiuni mari şi de serie mică şi prin matriţare, la cele de dimensiuni mici şi medii la serie mare şi de masă.

In cazul bielelor din aliaje de titan semifabricatul se obtine prin turnare in vid. Titanul are densitatea 4,507 g/cm3 fiind considerat un metal semiuşor.

Titanul este un metal care a căpătat importanţă industrială de un timp nu prea îndelungat, însă proprietăţile sale deosebite ca densitatea relativ mică, mai mică ca a fierului, rezistenţa mecanică mare( una din cele mai mari rezistenţe specifice), marea lui stabilitate la coroziune etc, au făcut ca utilizarea lui în tehnică să crească într-un ritm intens.

El este un metal alb-argintiu, deosebit de activ chimic, motiv pentru care se obţine greu sub formă pură iar odată obţinut este dificil de protejat de acţiunea mediului exterior. În atmosferă la temperaturi scăzute se oxidează uşor acoperindu-se cu o peliculă de oxid compactă care-i imprimă o mare rezistenţă la coroziune în apă, apa de mare, acizii.

La încălzire, la temperaturi mai mari de 500°C, titanul şi aliajele sale se oxidează uşor şi absorb oxigen, carbon, azot, hidrogen care la concentraţii mici formează şi soluţii solide de interstiţie, iar la concentraţii mai mari şi compuşi ca nitruri, hidruri, carburi şi oxizi degradând plasticitatea, mărind mult fragilitatea şi micşorând sudabilitatea şi rezistenţa la coroziune.

Titanul tehnic este un material de construcţii mecanice deosebit de apreciat, el se prelucrează bine prin deformare şi are sudabilitate bună, însă prelucrarea lui prin aşchiere este dificilă.

Folosind ca material de bază titanul, acesta se poate alia cu Al,Mo,V,Cr,Sn,Fe,Sr,Nb şi uneori cu mici proporţii de siliciu. Dată fiind influenţa nocivă a C,N şi O, aceste elemente sunt considerate impurităţi, limitele până la care sunt admise fiind 0,004-0,1 % O, 0,02-0,06% N, 0,03-0,06 % C. O puternică influenţă asupra tenacităţii manifestă hidrogenul care în proporţii de numai 0,02-0,05 % face ca tenacitatea să fie nulă, motiv pentru care conţinutul în hidrogen se limitează la 0,01 %.

Principalele mărci de titan tehnic şi aliaje de titan sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1Proprietăţi mecanice

Marca RmN/mm2 Rp0,2N/mm2 A5% Z% HBTi 99,5 300 - 420 min.200 min.25 min.3

5min.100

Ti 99,4 400 - 550 min.280 min.20 min.30

min.140

Ti99,2 550 - 750 min.450 min.15 min.30

min.170

Ti Pd 0,15 min.450 min.350 min.16 min.30

min.140

Ti Al5 Sn2,5 min.800 min.770 min.10 min.20

min.270

Ti Cu2 min.550 min.390 min.16 min.35

Ti Al6 V4 min.900 min.840 min.10 min.20

min.300

Ti Al7 Mo4 min.1020 min.950 min.10 min.20

min.330

Ti Al6 V6 Sn2 min.1020 min.950 min.6 min.15

min.330

26


Toate aliajele industriale pe bază de titan conţin în principal Al alături de care se mai pot adăuga Mn, V, Mo, Cr, Si, Sn, Zr şi uneori Fe. Aliajele de titan se clasifică după structura obţinută la răcirea în aer(normalizare) în aliaje , aliaje + şi aliaje .

Câteva din aceste aliajele de titan sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 2

Nr. Compoz. chimică %crt. Al Mn V Mo Cr Si Sm Alte elemente

Aliaje 1 4,3-6,2 - - - - - - -2 4,5-6,0 0,8-2 - - - 0,18 - 10-12% Zr3 4,5-6,0 - - - - - 2-3 0,5-1,5% Nb4 3,5-5,0 0,8-2 - - - - - -

Aliaje +5 5,5-7,0 - 4,2-6,0 - - - - -6 6,0-7,3 - - 2,8-3,8 - 0,2-0,4 - -7 4,5-6,3 - 0,9-1,9 2,8-3,8 - - - -

Aliaje 8 5,5-7,0 - - 2,0-3,0 1,0-2,5 0,15-0,4 - 0,2-0,7% Fe9 4,0-5,7 - 1-5,5 1-5,5 0,2-2 - - 0,5-1,5% Fe10 2,3-3,6 - - 6,8-8 9,5-11,0 - - -

Aliajele sunt aliaje care conţin până la 6% Al, structura se menţine şî în cazul în care alături de Al se introduce şi Mn până la 2%, Mo până la 1%, mici proporţii de Si etc.

Aliajele sunt aliaje complexe care conţin alături de Al diverse elemente ca: Mo, Cr, V, Si, Fe, Sn, Cu etc.

Aliajele + conţin alături de elementul principal de aliare Al care se găseşte în proporţie de 4-7.5% şi 4-6%V, 4%Mo, 2%Sn, 0.-0.4%Si etc. Aceste aliaje sunt mai rezistente decât aliajele monofazice, se pot deforma uşor.Sunt rezistente la fluaj până la 450°C, temperatură până la care îşi păstrează constantă rezistenţa mecanică.

Câteva aliaje de titan după diferite norme din diferite ţări sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3Companii

AliajLN DIN AICM

AAMS

MIL-T-9047D

FrancoAIR-9183

DTD BS

Ti 99,5 3.7025 3.7025 Ti-P 01 - - T 35 - TA 5Ti 99,4 3.7034 3.7035 Ti-P 02 4902 - T 40 5003B TA 5Ti 99,2 3.7065 3.7065 Ti-P 04 4921 A Comp.

l/AT60 - TA 9

Ti Pd 0,15 - - - - - - - -Ti Al6 Sn2,5 3.7114 3.7115 - 4960 D Comp.

ll/ATA SE 5083 -

Ti Cu2 - - - - - - 5123 TA 24Ti Al6 V4 3.7164 3.7165 Ti-P 63 4926 E Comp.

lll/ATA 6V 5173 TA 13

27


Companii

AliajLN DIN AICM

AAMS

MIL-T-9047D

FrancoAIR-9183

DTD BS

Ti Al4 Mo4 Sn2

- - - - - - 5153 TA 34

Ti AI7 Mo4 - - - 4970 A Comp.lll/A

- - -

1.3 Calculul ritmului si productivitatii tehnologice. Stabilirea tipului sistemului de productie

Condiţia de bază care trebuie îndeplinită la proiectarea proceselor tehnologice pe linii tehnologice cu flux continuu, constă în asigurarea sincronizării operaţiilor, adică în efectuarea fiecărei operaţii într-un timp de lucru egal cu foarte puţin mai mic decât ritmul liniei tehnologice.

În funcţie de mărimea ritmului liniei tehnologice se face divizarea procesului tehnologic în operaţii, se alege utilajul şi se proiectează S.D.V.-urile.

Mărimea ritmului de lucru a liniei tehnologice se determină ca fiind câtul raportului dintre fondul real de timp Fr şi planul de producţie de piese Pfp care trebuie executate pe linia tehnologică respectivă în intervalul de timp egal cu fondul real de timp, adică:

Rl = Fr/Pfp(min/buc) Planul de fabricaţie se consideră a fi P=60000buc/anFondul real de timp:Fr=Fn*K=60*z*Sch*h=60*250*1*8= 120000ore, unde:

Fn este fondul nominal de timp, z-numărul de zile lucrătoare, Sch-numărul de schimburi, h-numărul de ore dintr-un schimb.

Rl = 120000/60000=2(min/buc)Producţia de serie mijlocie are următoarele caracteristici:-număr mediu spre mare de produse, prelucrările făcându-se pe loturi de piese ;-caracter ciclic şi de repetare periodică a lucrului ;-utilaje universale şi specializate;-coeficient de încărcare a maşinilor-unelte ridicat;-SDV-uri universale, specializate şi speciale;-prelucrările se fac pe maşini reglate la cotă prin diferite metode în funcţie de volumul de

producţie;-documentaţia tehnologică pentru serie mijlocie şi mare este sub formă de planuri de operaţii;-regimul de aşchiere se calculează după metoda analitică;-normarea tehnica se calculează;-mâna de lucru cu calificare medie;-amplasarea maşinilor-unelte în flux tehnplogic sau pe grupe de maşini, în funcţie de volumul de

producţie;-realizarea semifabricatulor cu precizie mai ridicată, de exemplu, turnarea cu modele metalice,

matriţarea etc.;-realizarea asamblarilor prin metoda interschimbabilităţii limitate folosind procedeul reglării sau

sortării.

28


Condiţia de bază care trebuie îndeplinită la proiectarea proceselor tehnologice pe liniile tehnologice cu flux continuu, constă în asigurarea sincronizării operaţiilor, adică la efectuarea fiecărei operaţii într-un timp de lucru egal sau puţin mai mic decât ritmul liniei tehnologice.

În funcţie de mărimea ritmului liniei tehnologice se face difuzarea procesului tehnologic în operaţii. Se alege utilajul şi se proiectează SDV-urile.

Mărimea ritmului de lucru a liniei tehnologice( RL ) se determină ca fiind raportul dintre fondul real de timp ( Fr ) şi planul de producţie de piese ( Pfp ) care trebuie executată pe linia tehnologică respectivă în intervalul de timp cu fondul real de timp.

1.3.1 Calculul fondului anual de timp (Fr)

Fondul anual de timp se determina cu relatia :

Ft = [Zc-(Zw+Zs)]ns t s k p [h/an] (1.3.1)unde : Zc - numar total zile calendaristice ; Zc=365 Zw – numar zile de weekend ; Zw=104 Zs – numar zile sarbatori legale ; Zs=7

ns -numar de schimburi ; ns =3

t s - durata unui schimb ; t s =8

k p - coeficient ce tine seama de pierderile de timp ;

pentru ns = 3 alegem k p =0.96Inlocuind valorile de mai sus in relatia 1.3.1 vom obtine :

Ft=[365- (104+7)]¿3⋅8⋅0 .96=5783.04 [h/an]

1.3.2 Calculul planului productiei de piese (Npp)

Planul productiei de piese se determina cu relatia :

Npp=Npn + Nr + Nrc + Nri (1.3.2)unde : Np – numar de pise; Np=105000 ans./an n – numar de piese de acelasi tip; n=1 Nr – numar pise de rezerva fabricate odata cu produsul; Nr=0 Nrc – numar piese de rezerva livrate la cerere pentru diferite reparatii;

Nrc=(0....300%)Np⋅n ; alegem : Nrc=20

100⋅105000⋅1=21000

ans./an Nri – numar piese rerelutate din cauze inevitabile;

Nri=(0 . 1. . .. 1)% ( Np⋅n+Nr+ Nrc) Alegem : Nri=0 . 5/100⋅(105000+21000)=630 pise/anInlocuind acum valorile cunoscute in relatia (1.3.2) obtinem :

Npp=105000⋅1+21000+630=126630 ans./an

29


1.3.3 Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice

Ritmul de lucru se stabileste cu relatia :

Rλ=Fr⋅60Npp (1.3.3)

Numeric rezulta : Rλ=

5783 . 04 ⋅60126630

=2.78 min/piesa;

Productivitatea se determina cu relatia :

Q λ=NppFr (1.3.4)

Obtinem : Q λ=

1266305783 . 04

=21.897piese/h

1.3.4 Stabilirea preliniminara a tipului sistemului de productie

Tipul sistemului de productie se stabileste in functie de valoarea obtinuta pentru ritmul de lucru Rλ .

Pentru situatia in care 30<Rλ<100 (in cazul nostru Rλ=2 . 78 min/piesa) productivitatea realizata va fi una de serie mare.

Conform celor prezentate in 4 tab 1.5 acest tip de productie se caracterizeaza prin urmatoarele particularitati:

- cantitate medie de produse intr-un numar redus de sortimente;- loturile se repeta la intervale diferite (egale sau neegale),conform cerintelor pietei;- beneficiarul este piata;- tehnologii studiate in detaliu cu fise si plan de operatii;- utilaj universal si in parte special;- amplasarea utilajului pe operatii, in ordinea fluxului;- mana de lucru specializata pe operatii cu calificare scazuta;- personal cu inalta calificare pentru reglarea utilajului;- grad mediu de echipare cu SDV-uri , cu tendita de a se utiliza SDV-uri compuse din elemente

demontabile, specifice unor operatii;- mijloace de transport generale si unele speciale;- utilizarea unor metode diverse de semifabricare;- utilizarea larga a verificatoarelor speciale; controlul calitatii produselor prin esantionare;- aprovizionarea continua cu stocuri tampon pentru asigurarea continuitatii productiei;- programarea pe baza de balante de incarcare; normare termica si ....

N lot=N pp ∙zr

z1[piese/lot], z1=255 zile/an

30


N lot=126630 ∙3

255

N lot=1490 [piese/lot]

CAPITOLUL II

2. Alegerea variantei optime a metodei si procedeului de obtine a semifabricatului

2.1 Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime

Alegerea corecta, rationala, a metodei si procedeului de elaborare a semifabricatului este una din principalele conditii ce determina eficienta procesului tehnologic, atat in etapa de semifabricare cat si in cea de prelucrare mecanica. Deoarece costul prelucrarii mecanice este in general mai ridicat decat al semifabricarii se recomanda metodele si procedeele care, satifcand in totalitate conditiile tehnice impuse, conduc la semifabricate mai precise, mai apropiate de pisa finita.Stabilirea criteriilor de decizie constau in general in compatibilitatea procedeului cu :-materialul pentru executia pisei -forma piesei-dimensiunile principale ale pisei -solicitarile piesei-precizia impusa prin desenul de executie -tipul productiei-cerinte de economicitate(din punct de vedere al cheltuielilor de semifabricare dar si al coeficientului de utilizare al materialului)

Având în vedere forma şi dimensiunile piesei, precum şi volumul de producţie stabilit (5000 buc/an), se va alege ca procedeu de semifabricare turnarea în forme din amestec de formare realizate mecanic. Din considerente privind tipul productiei vom alege turnarea fiind apropiata din acest punct de vedere de tipul productiei stabilit anterior (serie mijlocie).

31


2.2 Stabilirea pozitiei semifabricatului in matrita si a planului de separatie

Pentru stabilirea pozitiei semifabricatului in matrita si a planului de separatie, trebuie sa se tina cont de anumite criterii. Cele mai importante sunt:

o Planul de separatie sa faciliteze curgerea usoara a materialului;

o Planul de separatie trebuie sa imparta piesa in parti egale si simetrice;

o Planul de separatie sa fie astfel ales incat suprafetele ce vor fi ulterior supuse prelucrarilor

mecanice prin aschiere sa fie perpendiculare pe directia matritarii si sa nu prezinte unghiuri laterale de inclinare.

o Planul de separatie sa asigure fibraj continuu.

Planul de separatie poate fi ales sub diferite forme. Cel mai simplu si totodata cel mai avantajos plan de separatie este cel drept. Este indicat pentru piesele avand forme simple deoarece permite alegerea unor blocuri de matrite mai simple si mai mici si permite prelucrarea mai usoara a formei cavitatii in care se matriteaza piesa. In consecinta se alege pentru piesa specificata in tema de proiect un plan de separatie drept – orizontal, schema matritei fiind prezentata in figura 2.2.1.

Din desenul de executie al piesei se poate observa ca se poate folosi o matrita cu suprafata de reparatie longitudinala.Matrita si planul ei de reparatie precum si semifabricatul sunt prezentate in fig. 2.2.1

Fig. 2.2.1 Dispunerea semifabricatului in matrita

Prelucrările mecanice în acest caz sunt reduse substanţial.

32


2.3 Stabilirea preliminara a adaosurilor de prelucrare si executarea desenului semifabricatului

Penru definitivarea formei si stabilirea dimensiunilor semifabricatului trebuie rezolvate problemele referitoare la :

1) Stabilirea adaosului de prelucrare necesare in procesul de prelucrare mecanica (aschiere) a piesei2) Stabilirea adaosurilor tehnologice pentru asigurarea calitatii semifabricatului sau facilitatrea

anumitor etape din procesul tehnologic de semifabricare si prelucrare mecanica (adaosul de contractie, inclinari,racordari)

Conform prevederilor STAS 7670-83, in care sunt indicate adaosurile de prelucrare si abaterile limita pentru piesele din otel matritate, rezulta ca pentru o piesa avand masa cuprinsa intre 1.0-2.5 Kg (masa estimata a rotii dintate), dimensiunile maxime intre 120-180 mm, grupa de complexitate S4, calitatea otelului M1 si care va necesita o prelucrare fina prin aschiere, adaosul de prelucrare recomandat este de 2.5 mm.

Adaosurile tehnologice se stabilesc tinand cont de prevederile aceluasi STAS 7670-83 in

functie de inaltimea piesei [h p ] si de raportul

hp¿

bp¿

(vezi fig. 2.3.1)

In cazul de fata h p∈[20 , 35 ] mm iar

hp¿

bp¿

=

1438 <2

Atunci, conform standardului mentionat anterior, valorile maxime ale razelor de racorde vor fi:r = 2.5 mm si R = 5 mmm

in timp ce inclinarile laterale ale suprafetelor exterioare vor fi de minim 50

.

2.4 Intocmirea planului de operatii pentru executarea semifabricatului

Planul de operatii pentru executarea semifabricatului (prezentat in tab 2.4.1) prezinta ordinea desfasurarii diferitelor operatii, utilaje si SDV-urile utilizate, precum si masinile (instalatiile) folosite in acest scop.

Tab. 2.4.1 Planul de operatii pentru executarea semifabricatului

Nr. crt. Denumirea operatiilor Utilaje si SDV-uri Masini si instalatii1 Incalzirea materialului Cuptor electric cuptor2 Turnarea in matrita - matrita3 Matritarea propriu-zisa - matrita4 Debavurare Stanta presa5 Racire - tunel racire6 Detensionare - cuptor tratament

termic

33


7 Curatire/Salbare - instalatie sablare nisip8 Control final Comparator

In primul stadiu al matritarii semifabricatului se refuleaza liber pana la caontactul cu peretii lacasului matritei. Asupra semifabricatului actioneaza forte de deformare si forte de frecare exterioara. Initial se constata o crestere brusca a fortei de deformare pentru ca ulterior aceasta crestere sa fie lenta pe masura cresterii transversale a semifabricatului. La atingerea suprafetei laterale a locasului matritei refularea se produce dirijat si materialul tinde sa ia forma locasului.In stadiul al doilea forta necesara deformarii plastice creste iar datorita rezistentei mari pe care o intampina materialul la intrarea in canalul d bavura, are loc umplerea completa a acestuia. In ultimul stadiu (al treilea) are loc cresterea accentuata a fortei de matritare iar surplusul de material este obligat sa curga in canalul de bavura.Procesul de deformare la matritare este influentat si de urmatorii factori:-temperatura de lucru-plasticitatea materialului-alegerea planului de separatie al piesei

Forma unui canal de bavura la matritarea pe ciocane este prezentata in fig. 2.2.1 in timp ce principalele dimensiuni ale acestuia sunt redate in tab. 2.4.2

Tab. 2.4.2 Dimensiunile unui canal de bavura

hbh1

R Matritare cu refulare Matritare cu refulare si impingere

Matritare cu impingere

bmm

b1

mm

Ab

mm2bmm

b1

mm

Ab

mm2bmm

b1

mm

Ab

mm2

4 6 2 11 30 2.68 14 36 3.44 16 42 1.85

Proces tehnologic de prelucrare a unei biele

La proiectarea unui proces tehnologic de prelucrare trebuie parcurse următoarele etape:b.Alegerea semifabricatului

După ce s-a studiat desenul piesei, pentru care trebuie să proiecteze procesul tehnologic de prelucrare, precum şi rolul aceteia 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.

34


Având în vedere caracterul producţiei ( serie mare), forma şi dimensiunile piesei, precum şi materialul din care este confecţionată biela se va alege un semifabricat matriţat

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).

La alegerea semifabricatului se impune deci, luarea în considerare a costului cumulat al elaborării semifabricatului şi al prelucrării mecanice. Este necesar în consecinţă un calcul economic justificativ.

c. Stabilirea itinerariului tehnologic

La stabilirea itinerariului tehnologic trebuie să se ţină seama de caracterul producţiei, de forma şi dimensiunile piesei, de tipul semifabricatului, de precizia impusă în documentaţia tehnică.

Itinerariul tehnologic pentru reperul tip bielă:

Operaţia 1-a: Frezare frontală;Operaţia 2-a: Frezare frontală;Operaţia 3-a: Găurire ;Operaţia 4-a: RetezareOperaţia 5-a: Asamblare;Operaţia 6-a: Frezare plană I (pentru corpul bielei)Operaţia 7-a: Frezare plană II (pentru piciorul bielei)Operaţia 8-a: Rectificare plana pentru corpul bielei;Operaţia 9-a: Rectificare plana pentru capacul bielei;Operaţia 10-a: Strunjirea alezajelor (din capul şi piciorul bielei);Operaţia 11-a: Control final

35


Fig.1

Căile utilizate pentru sincronizarea operaţiilor sunt:Operaţia-1a: Frezare frontală IPrelucrarea se poate face cu o sculă specială la un singur post. Operaţia-2a: GăurirePrelucrarea se poate face cu o sculă specială la un singur post. Operaţia-3a: Filetare Prelucrarea se poate face cu o sculă specială la un singur post. Operaţia-4a: Retezare se face pe un agragat la un singur postOperaţia 6-a Frezare frontală IISe face pe o maşină special de frezatOpraţia 7-a Rectificare planăSe face pe un strung automatOperaţia-9a: Strunjre de finisare alezaje se face pe o singură maşină

Proiectarea tehnologiei de fabricare a bielelor

În continuare, se prezintă tehnologia de semifabricare(fig.2) şi prelucrări mecanice pentru o bielă obţinută din materiale speciale(compozite cu matrice metalică TiAl6V4).

Fig. 2.2.1 Dispunerea semifabricatului in matrita Prelucrările mecanice în acest caz sunt reduse substanţial. Operaţia 1-a Găurire şi filetare (fig.3)

-Regimul de aşchiere

La prelucrarea prin aşchiere a compozitelor (varianta modernizată) regimul de aşchiere este recomndat in lucrarea 21 astfel:

36


Burghierea se face cu un burghiu 8,5mm placat cu NCB, pe o maaşină de găurit cu două posturi. a=4,25mm;f=0,025-0,3mm/rot. Se alege f=0,12mm/rotv=180-200m/min, Se alege v=180m/min, n=1000 rot/min

Filetarea se face cu un tarod M 10. p=1,25mmV=10m/minn=(1000*10)/3.14*10=318,47rot/minSe alege de pe masină n=315m/min

Fig.3

Operaţia 2-a Separarea(retezare)

Fig.4

Operaţia 3-a Profilare suprafaţă de asamblare corp şi capac bielă

37


Fig.5

Profilarea se face cu un disc abraziv profilat pentru canale de centrare cap bielă. Regimul de aşchiere se caracterizează prin a=2,5mm, f=0,25 mm/c.d., v=30m/sec.

Operaţia 4-a Asamblare capac bielă cu corp bielă

Operaţia 5-a Rectificare feţe frontale

Rectificarea se face pe o maşină cu cap de rectificat plan cu barete.Scula aşchietoare este o piatră diamantată sau placată cu NCB.

Regimul de rectificare: a=0,02-0,05mm, f=0,08mm/rot, v=30m/sec.

Fig.6Operaţia 6-a Rectificare alezaje

Rectificarea se face pe o maşină de rectificat planetar.Scula aşchietoare este o piatră diamantată sau placată cu NCB.

Regimul de rectificare: a=0,02-0,05mm, f=0,08mm/rot, v=30m/sec.

38


Fig.7

CAPITOLUL III

3. Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica si control al piesei

3.1 Analiza proceselor tehnologice similare existente

In general alegerea procesului tehnologc si a masinilor unelte pe care se face prelucrarea piesei se face tinand cont de : marimea si dimetrul piesei, cat si de complexitatea acesteia. Procesul tehnologic tip de prelucrare a semifabricatelor de biele este prezentat in tab. 3.1.1

Tab. 3.1.1 Procesul tehnologic tip de prelucrare a semifabricatelor de roti dintate

Nr.crt. Denumirea operatiei (1) Masini unelte si utilaje (2)

SDV-uri (3) Scule (4)

1 Frezare frontală Freza universala si masina de centruit

Subler Freza cilindrico frontala

2 Frezare plană Freza universala si masina de centruit

Subler Cutit de strunjit frontal

3 Găurire MG 825 Subler Cutit de strunjit frontal

4 Retezare Freza P6-30 Calibre -

5 Asamblare MG 825 Subler Burghiu

6 Frezare plană I (pentru corpul bielei)

Masina de rectificare plana Freza melc

7 Frezare plană II (pentru Masina de rectificare plana Dispozitiv de control cu -

39


piciorul bielei pinion etalon8 Rectificare plana pentru

corpul bieleiMasina de rectificare plana - -

9 Rectificare plana pentru capacul bielei

Masina de rectificare plana Piatra de rectificat; calibre; inel etalon; dispozitiv control al bataii radiale

Diamant

10 Strunjirea alezajelor (din capul şi piciorul bielei

SN400 Etalon; micrometru Piatra de rectificat

11 Control final - Micrometru; subler calibre;pinioane etalon

Piatra de rectificat

12 -

3.2 Analiza posibilitatilor de realizare a preciziei dimensionale si a rugozitatii prescrise in desenul de executie

Obiectivul acestei etape este stabilirea acelor procedee de prelucrare care, fiind ultimele aplicate in succesiunea operatiilor, pentru fiecare suprafata, asigura conditiile tehnice impuse prin desenul de executie. Rezultatele acestei analize sunt prezentate in tabelul urmator.

In urma analizei ce o vom efectua in continuare vom stabili procedeele finale prin care se pot realiza formele suprafetelor piesei, respectand conditiile tehnice impuse; functie de criteriile privind precizia, productivitatea si economicitatea acestora vom alege procedeul optim pentru fiecare suprafata.In acest scop vom intocmi tab. 3.2.1 in care vom preciza suprafata prelucrata, precizia de forma si pozitie, rugozitztea, procedeele posibile de obtinere a suprafetei, precum si analiza comparativa a acestora din punct de vedere al preciziei, productivitatii si economicitatii.

Nr.crt.

Tipul suprafetei

si nr.

Conditii tehnice impuseProcedeu posibil de

aplicat

Criterii de decizie

ConcluziiRugozitatea clasa prec.

Abateri de forma si de

prec.

Dimensiune si abateri

Clasa de precizie

Cost

1Cilindrica

3Ra=3,2

6 ISOϕ 105,66−0,230

0Strunjire de

finisare6-8 ISO 10 Se adopta

strunjirea de finisareRectificare 4-6 ISO 9

2Cilindrica

(plana)2

Ra=1,65 ISO

ϕ 54

Strunjire de finisare

3-5 ISO 10Se adopta

rectificarea plana

Rectificare plana

4-6 ISO 9

Frezare plana

5-7 ISO 9

3Cilindrica

5Ra=3,2

6 ISOϕ 105,66−0,230

0 Strunjire 5-6 ISO 9Se adopta strunjirea

4 Cilindrica(plana)

Ra=1,6 - ϕ 58 Strunjire de finisare

3-5 ISO 10 Se adopta rectificarea

40


6 5 ISO plana

Rectificare plana

4-6 ISO 9

Frezare plana

5-7 ISO 9

Rabotare 5-6 ISO 10

5Plana

9’Ra=3,2

6 ISO- 8+0,020

+0,075 Brosare 3-6 ISO 10 Se adopta brosareaMortezare 4-6 ISO 9

6Plana

2Ra=1,6

5 ISO40−0,15

Strunjire de finisare

3-5 ISO 10Se adopta

rectificarea plana

Rectificare plana

4-6 ISO 9

Frezare plana

5-7 ISO 9

7Cilindrica

9Ra=1,6

5 ISO- ϕ 40+0,010

+0,025Brosare 3-6 ISO 10

Se adopta brosareaStrunjire de

finisare6-8 ISO 9

3.3 Stabilirea succesiunii logice a operatiilor de prelucrare mecanica, tratament termic (termochimic) si control al piesei

3.3.1. Stabilirea succesiunii logice, economoice, a operatiilor de prelucrare mecanica pentru fiecare suprafata.

Criteriile ce stau la baza succesiunii logice a operatiilor de prelucrare mecanica sunt urmatoarele:-in primele operatii se prelucreaza suprafetele ce vor servi ulterior ca baze tehnologice;-operatiile de degrosare se executa inaintea celor de finisare; -suprafetele cu preciziile cele mai ridicate sau usor deteriorabile se prelucreaza ultimele;-prelucrarile ce duc la micsorarea rigiditatii piesei se executa inaintea tratamentului termic;-dupa etapele mai importante se prevad operatiile de control.

In tabelul 3.3.1 sunt prezentate operatiile successive ce conduc la forma finala a suprafetelor piesei.

Tab. 3.3.1 Succesiunea operatiilor de prelucrare a piesei

Suprafataprelucrata

Suprafete bazetehnologice

Denumirea operatiei Nr. de ordine aloperatiei

S1, S9 S10 Frezare de degrosare 10

Centruire 20Control intermediar 30

Spalare 40

Rectificare 50Control final 60

S2,S3,S6S7,S2

S1,S9 Strunjire de degrosare 10

Strunjire de finisare 20Control interior de finisare 30Spalare 40

41


Control final 50

S6S8 Spalare 20

Control intermediar 30Tratament termic 40

Control final 60

S5,S1 S2 Gaurire 10Spalare 20Control final 30

3.3.2 Stabilirea traseului tehnologic al operatiilor mecanice, tratament termic si control al piesei

Traseul tehnologic al operatiilor de prelucrari mecanice, tratament termic si control al piesei a fost intocmit in tabelul 3.3. Pentru intocmirea traseului tehnologic a trebuit sa se stabileasca preliminar suprafetele alese ca baze tehnologice.

Suprafata prelucrata

Suprafetele baze

tehnologiceDenumirea operatiei Faza

935

Frezare frontala -

931

Frezare frontala -

36

91

Gaurire-prins piesa in universal

-gaurire-desprins piesa din universal

1234

96

Retezare-prins piesa-strunjit fete

-desprins piesa

826

Asamblare-prins piesa

-ajustat grad dupa fretare-desprins piesa

4952

Frezare plana I-prins piesa

-frezare pentru corpul bielei-desprins piesa

- - Frezare plana II-prins piesa

-frezare pentru piciorul bielei-desprins piesa

69

18

Rectificare plana I-prins piesa in universal

-rectificare pentru corpul bielei-desprins piesa din universal

269

Rectificare plana II-prins piesa in universal

-rectificare pentru capacul bielei-desprins piesa din universal

42


- - Strunjirea alezajelor -din capul si piciorul bielei

1-11 - Control final -control suprafete

Tabelul 3.3 – „Traseul tehnologic”

3.4 Alegerea utilajelor si instalatiilor tehnologice

Alegerea utilajelor si a instalatiilor tehnologice se face avand in vedere particularitatile procesului logic adoptat, referitoare la:

- Precizia de executie ce trebuie realizata;

- Productivitatea;

- Gradul de tehnologicitate al piesei;

- Economicitatea procedeului folosit.

In consecinta se aleg urmatoarele utilaje impreuna cu principalele lor caracteristici in conformitate cu lucrarea (6).

Masina de frezat FD250:

Nr. crt.

Caracteristici tehnice Valori

1 Diametrul maxim de lucru 250 mm2 Modulul maxim 6 mm3 Cursa axiala a sculei 280 mm4 Cursa tangentiala maxima a sculei 150 mm5 Numarul maxim de dinti 306 Diametrul platoului mesei 310 mm7 Diametrul alezajului mesei 70 mm8 Dimensiuni maxime ale sculei 130x180 mm9 Conul axului port-scula Morse 410 Limitele turatiei arborelui principal 60-300 rot./min.

11 Limite de avansuriAxial 0,63-6,3 mm/rot.Radial 0,05-2 mm/rot.

Tangential 0,1-4 mm/rot.12 Puterea motorului principal 5,5 kW13 greutate 5400 daN

Tabelul 3.4 – „FD250”

Strungul SNB400

43


Nr. crt.


1 Diametrul maxim de strunjit 400 mm2 Distanta intre varfuri 400 mm3 Turatia arborelui principal 31,5-200 rot./min.4 Numarul de trepte de turatie 225 Avans longitudinal 0,046-3,32 mm/rot.6 Avans transversal 0,017-1,17 mm/rot.7 Numarul de trepte de avansuri 608 Puterea motorului principal 7,5 kW

9 Dimensiuni de gabaritLungime 2500 mmLatime 940 mmInaltime 1425 mm

10 Masa 2000 kg

Tabelul 3.5 – „SNB400”

Masina de rectificare plana RIF125

Nr. crt.


1 Diametrul maxim de rectificare 125 mm2 Inaltimea centrelor 135 mm3 Masa maxima a piesei intre centre 100 kg4 Gama de turatii 63-800 rot./min.5 Deplasarea rapida a caruciorului 65 mm

6Avans transversal intermitent

reglabil

Normal cu pasul 0,005 mmMicrometric cu pasul 0,001 mm

Unghi de rotire al mesei in plan orizont. ± 10°

7 Puterea motorului principal 3 kW8 Puterea mot. dispozitivului pt. rectificat int. 0,75 kW9 Masa 2200 kg

Tabelul 3.6 – „RIF125”Masina de gaurit G-40

Nr. crt.


1 Diametrul maxim de gaurire 40 mm2 Cursa maxima a pinolei arborelui principal 280 mm3 Cursa maxima a carcasei 280 mm4 Conul arborelui principal Morse 55 Gama de turatii 31,5-200 rot./min.6 Gama de avansuri 0,11-1,72 mm/rot.7 Puterea motorului electric 4 kW8 Turatia motorului electric 1500 rot./min.9 Masa 1500 kg

Tabelul 3.7 – „G-40”

Tipurile si dimensiunile utilajelor pentru fiecare operatie se aleg tinand seama de :

- tipul prelucrarii

44


- forma suprafetei- dimensiunile de gabarit ale piesei- tipul productiei

3.5. Adoptarea schemelor de orientare (bazare) si fixare a piesei (si a dispozitivelor ce asigura realizarea acestora)

Ansamblul schemelor de bazare si fixare a piesei se afla in stransa legatura cu succesiunea logica a operatiilor de prelucrare mecanica si tratament termic.

In tabelul urmatorse prezinta un exemplu de scuccesiune a principalelor operatii de prelucrare a unei biele confectionate din semifabricat matritat corp si capac impreuna.

Nr.crt. Denumirea operatiei Schema de bazare si fixare optima

1 Frezarea (rectificarea sau brosarea) plana a suprafetelor laterale:

a) ebos;b) finisare.

2 Prelucrare ebos a alezajului pentru bolt

3 Prelucrarea ebos a gaurilor pentru suruburile capacului

4 Frezarea capacului de biela

45


5 Brosarea) fete

lateraleb) alezaj

6 Gaurire

7 Frezare locasuri pentru umarul cuzinetului

8 Rectificarea planului de separare a corpului de capac

46


9 Rectificare finisare a suprafetelor plane laterale

10 Alezare ebos sifinisare la capulsi piciorul bielei

3.5 Alegerea SDV- urilor

Alegerea SDV – urilor se face din cataloage de scule standardizate, tinandu-se cont de caracterul productiei. Acestea sunt prezentate pentru fiecare operatie in parte in tab. 3.5.1

Tab. 3.5.1 SDV-urile utilizate in operatiile de prelucrare mecanica

Operatia Scule Dispozitive VerificareStrunjire Cutit cu placuta P10

Cutit cu placuta p30Cheie de cutit

Strungul SNB400 Subler ; calibre ;Cala

Frezare Freza melc Masina de frezat FD250:Dispozitive de tesitGhiare de ghidare

Calibru peste 4 dinti;Pinion etalon

Gaurire Burghiu spiral Masina de gaurit G-40Dispozitiv de fixare

Subler

Rectificare Piatra de rectificat Masina de rectificare plana RIF125

Etalon ;Dispozitiv pentru perpendicularitate

3.6 Adoptarea schemelor de bazare si fixare a pieselor si a dispozitivelor ce asigura realizarea acestora

La elaborarea schemelor de bazare si fixare se vor avea in vedere:

- analiza cotelor ce se realizeaza la fiecare operatie si stabilirea gradului de libertate;

47


- analiza suprafetelor disponibile si preferabile a fi alese drept baze tehnologice; stabilirea gradelor de libertate ce se preiau pentru fiecare libertate;

- adoptarea dispozitivului ce poate asigura prelucrarea suprafetei in conditii de calibrare, productivitate si fiabilitate maxima si cheltuieli minime.

La intocmirea schemelor de bazare si fixare a piesei pentru fiecare operatie (v. tab. 3.6.1) se folosesc simbolurile internationale ce permit o definire eficienta a starii de bazare si fixare.

3.7. Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare si al dimensiunilor intermediare (interoperationale)

Calculul adaosurilor de prelucrare

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 serie mare 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.

-Rectificare plană(operaţia anterioră este frezare plană)

Adaosul de prelucrare intermediar minim se determină cu relaţia:2Apimin = 2(Rzi-1 + Si-1) + 2i-1,

unde:RZi-1 - înălţimea neregularităţilor profilului, rezultată la operaţia (faza) precedentă -matriţată;

Si-1 - adâncimea stratului superficial defect, format la operaţia (faza) precedentă-matriţată;I-1 - abaterile spaţiale ale suprafeţei de prelucrare rămase după efectuarea fazei precedente;i-eroarea de instalare la operaţia curentă.Tp=0,250; As=+0,125mm; Ai=-0,125mmRzi-1=50m, SI-1 =50m i-1=2*25=50mAi min = 2(50+50+50)=300m=0.3mmDin tabele se stabilesc abaterile limită

48


2Apinom=2Aimin+IAiI=0.3+0.12=0.42mmLungimea rezultată este lnom=25+0.42=25.5mm.

-Frezare plană

Operaţia anterioară- matriţarea2Acmin = 2(Rzi-1 + Si-1) + 2(i+I) Rzi-1 + Si-1=1000m

i= c*l=50m; i = 120 mAi min = 2(500+500+50+120)=2340m=2.3mmAcmi=2.3mm;

anom=lnom+2Acmin=25.5+2.3=27.8mm;

-Prelucrarea alezajului 100.022mm;

Alezare. Operaţia anterioară este găurirea. Tp=0,110mm;Asp=+0,055mm;Aip=-0,055mm.

D3= 10−0+0022

=10.0110,011mm;Tc=0,022mm;Asc=+0,011;Aic=-0,011

2Acmin = 2(Rzp+ Sp) + 2√ (i2+I2)

Rzp + Sp=0,03+0.05=0.08mm i= 0mm; i = 0 m

2Acmin=0.160mm; 2Acnom=2Acmin+Aip-Aic=0.204mm; anom=dnom+2Acnom=9.807mm; anomr=9.8mm; amax=anomr+Asp=9.862mm;

amin=anomr-Aip=9..752; D3 găur =9.80.055mm.

-Strunjirea alezajelor la diametrele de 53, respectiv 28mm

Operatia precedenta este lărgirea la diametru de 52mm, respectiv 27mmIn acest caz Amin=0.5mm

-Lărgirea alezajului din piciorul bielei

Operatia precedenta este turnarea

2Acmin = 2(Rzp+ Sp) + 2√ (i2+I2)

Rzi-1 + Si-1=1000m i= c*D=50m; i = 120 mAi min = 2(500+500+50+120)=2340m=2.3mmAcmi=2.3mm;

anom=dnom-2Acmin=52-2.3=49.7mm;anom=dnom-2Acmin=27-2.3=24.7mm;

49


CAPITOLUL IV

4. Determinarea regimurilor optime de lucru (de aschiere) si a normelor tehnice de timp

4.1 Determinarea regimurilor optime de aschiere

Stabilirea regimurilor optime de aşchiere

Operaţia 1-a: Frezare plană

Adaosul de prelucrare: A=1.65mm;Alegerea sculei: freză frontală tip Romascon cu plăcuţe din carburi metelice tip K20 având

d=100mm, z=10dinţiAvans pe dinte:fd=0.15mm/dinte;Viteza de aşchiere:

Vec=

Cv∗Dqv

Tm∗¿∗f yv∗axv∗arv∗znv∗k v ¿

Kv=km*ks*kx; Cv=46;qv=0.45; m=0.33; T=180; yx=0.44; xv=0.3; rv=0.1; nv=0.1; a1=72mm; Ks=1; Kx=1; Km=0.89.Vec=53.76m/min;

Turaţia: n=

1000∗Vecπ∗D =171.12rot/min; nr=150rot/min,

Vf=nr*fd*z=225 mm/min;Se alege f=0.12mm/min.Recalculăm viteza de aşchiere:

v=

π∗D∗nr

1000 =47.12m/minOperaţia 2-a : Găurire I la diametrul de 8,5mm

Prelucrare se fac cu acelaşi regim de aşchiere.

Adaosul de prelucrare:Ap=4.25mm;Alegerea sculei: burghiu d=8,5mm STAS 575-80/Rp5;Avans f=ks*Cs*D0.6 mm/rot; ks=0.9; Cs=0.047;f= 0.15 mm/rotViteza de aşchiere:

Vec=

Cv∗Dqv

T m∗¿∗f yv∗k v ¿

50


Kv=kmv*kav*kv*ksv; Cv=7.0;qv=0.4; m=0.2; T=22; yv=0.5; Ks=1; Kx=1; Km=1; ksv=1.1;Vec=1.54m/min;

Turaţia: n=

1000∗Vecπ∗D =57.67rot/min;

Se alege: nr=60rot/min,f=0.12mm/rot;Recalculăm viteza de aşchiere:

v=

π∗D∗nr

1000 =1.6m/min

Operaţia 3-a Filetare M10

p=1,25mmV=8m/minn=(1000*8)/3.14*10=254,7rot/minSe alege de pe masină n=250m/min

Operaţia 4-a –Retezare

Adaosul de prelucrare: Ap=3mm;Alegerea sculei: freză disc 500*3 STAS 1159/1-74/Rp5;Z=100dinţi.Avans pe dinte:fd=0.02...0.01;Se alege fd=0.01mm/dinte;Fr=fd*z=1mm/rot;Viteza de aşchiere:

Vec=

Cv∗Dqv


Kv=km*ks*kx; Cv=46;qv=0.45; m=0.33;T=100; yx=0.4; xv=0.3; rv=0.1; nv=0.1; a1=23mm; Ks=1; Kx=1; Km=0.89.Vec=14.59m/min;

Turaţia: n=


Vf=nr*fr =250*1=250 mm/min;Recalculăm viteza de aşchiere:

v=

π∗D∗nr

1000 =14.71m/mi

Operaţia 5-a Asamblare


Adaosul de prelucrare: A=1.65mm;Alegerea sculei: freză frontală tip Romascon cu plăcuţe din carburi metelice tip K20 având

d=100mm, z=10dinţiAvans pe dinte:fd=0.15mm/dinte;Viteza de aşchiere:

51


Vec=

Cv∗Dqv


Kv=km*ks*kx; Cv=46;qv=0.45; m=0.33; T=180; yx=0.44; xv=0.3; rv=0.1; nv=0.1; a1=72mm; Ks=1; Kx=1; Km=0.89.Vec=53.76m/min;

Turaţia: n=


Vf=nr*fd*z=225 mm/min;Se alege f=225mm/min.Recalculăm viteza de aşchiere:

v=

π∗D∗nr

1000 =47.12m/min

Operaţia 6-a: Rectificare plană

Rectificarea se face cu ajutorul unui disc abraziv STAS 601./1-84 E40LC, cu diametrul D=350mm.

Adaosul de prelucrare 2Ac=0.25mm.Avansul de pătrundere transversal ft=0.010mm/rot Viteza discului abraziv v=25-31.5m/secSe alege v=31.5m/secTuraţia discului abraziv

n=

1000∗31.53 .14∗350

∗60=1719.7 rot/min.

Se adoptă nf=1500 rot/min

Se recalculează viteza discului: v=

3. 14∗350∗15001000∗60 = 27.4m/sec

Avansul mesei f=*B=0.3*50=15 mm/cd

Operaţia 7-a Rectificare alezaje

Rectificarea se face pe o maşină de rectificat planetar.Scula aşchietoare este o piatră diamantată sau placată cu NCB.

Regimul de rectificare: a=0,02-0,05mm, f=0,08mm/rot, v=31,5m/sec.Turaţia discului abraziv

n=

1000∗31.53 .14∗350

∗60=1719.7 rot/min.

Se adoptă nf=1500 rot/min

Se recalculează viteza discului: v=

3. 14∗350∗15001000∗60 = 27.4m/sec

Avansul mesei f=*B=0.3*50=15 mm/cd

4.2 Determinarea normelor tehnice de timp

52


Vom prezenta in continuare metodologia de calcul a normelor tehnice de timp pentru operatiile de prelucrare prin aschiere ale caror regimuri de lucru au fost determinate anterior. Valorile obtinute , precm si toate celelalte valori ale normelor tehnice de timp (corespunzatoare celorlalte operatii) sunt prezentate centralizat in tab. 4.3

Calculul normelor tehnice de timp

Norma de timp se stabileşte cu relaţia: Nt=(Tpî/n)+tb+ta+tdt+tdn+ton, unde :NT - norma de timp pe operatie ; Tpî - timpul de pregătire şi încheiere pentru un lot de n piese(min/lot).tb - timpul de bază(min);ta - timpul auxiliar(min);tdt - timpul de deservire tehică(min);tdo - timpul de deservire organizatorică(min);ton - timpul de odihnă şi necesităţi(min).Prelucrarea se face în loturi de piese n=500buc.

Operaţia 1-a : Frezare frontală I

-Timpul de pregătire şi încheiere Tpi=29min

-Timpul de bază tb=

l+l1+l2

f z∗z∗n∗i

(min)

l1=0 .5( D−√ D2−B2)+(0.5-3)=0 .5(100−√1002−27 . 32

)+ 1.5=85mm, l2 = (1 6) =45 mm

tb=

85+45225

∗1= 0,58 min

-Timpul auxiliar: ta=ta1+ta2+ta3+ta4+ta5=0.65+0.08+0+0.08 +0.17=0.98min -Timpul de deservire tehnică

tdt =( 2.5* tb)/100 =(2.5*0.58)/100= 0.015 min-Timpul de deservire organizatorică

tdo = 1( ta+tb)/100 = 1.(0.98+0.58)/100=0.016min-Timpul de odihnă şi necesităţi

ton = 3( ta+tb)/100 = 3(0.58+0.98)/100=0.047min

NT=

291490 +0.58 + 0.98 + 0.015 + 0.016 + 0.047 =1,7 min.

Operaţia 2-a : Găurire

-Tpî=6min

53


-tb=

l+l1+ l2

f∗n (min) l =10 mm, l 1= (d/2)ctg+(0.5...3)=(3/2)ctg.60+1=7.6 mm

tb=

10+7 .660∗0 .12 =2.44min

-ta=ta1+ta2+ta3+ta4+ta5=0.13+0.05+0.13+0.08=0.39mm -tdt =( 6.3* tb)100 =(2*0.21)/100= 0.049 min-tdo = 1*( tb+ta)/100 = 1*(2.44+0.39)/100=0.028min-ton = 3( ta+tdo)/100 = 4(0.21+0.39)/100=0.013min

NT=

61490 +0.39 + 0.049 + 0.028 + 0.013 + 2.44 =2.93 min.

Operaţia 3-a : Filetare

-Tpî=6min

-tb=

l+l1+ l2

f∗n (min) l =10 mm, l 1= (d/2)ctg+(0.5...3)=(3/2)ctg.60+1=5 mm

tb=

20+5250∗1 ,25 =0.1min

-ta=ta1+ta2+ta3+ta4+ta5=0.13+0.05+0.13+0.08=0.30mm -tdt =( 6.3* tb)100 =(6.3*0.21)/100= 0.003 min-tdo = 1.2( tb+ta)/100 = 1.2(0.21+0.39)100=0.005min-ton = 4( ta+tdo)/100 = 4(0.21+0.39)100=0.005min

NT=

61490 +0.1 + 0.30 + 0.003 + 0.005 + 0.005 =0.425 min.

Operaţia 4-a: Retezare -Tpi=15+10+4=29min

-tb=

l+l1+ l2

f∗n∗i

(min)

tb=

85250

∗1= 0.34 min

-ta=ta1+ta2+ta3+ta4=0.5+0.1+0+0.2=0.8min -tdt =( 2.5* tb)100 =(2.5*0.32)/100= 0.006 min-tdo = (1.1*tb)/100 = (1.1*0.32)100=0.003min-ton = 5.5( ta+tdo)/100 = 5.5(0.32+0.8)100=0.01min

NT=

291490 +0.34 + 0.8 + 0.006 + 0.003 + 0.01 =1,19 min.

Operaţia 5-a Asamblare

54



-Timpul de pregătire şi încheiere Tpi=29min

-Timpul de bază tb=

l+l1+l2

f z∗z∗n∗i

(min)

l1=0 .5( D−√ D2−B2)+(0.5-3)=0 .5(100−√1002−27 . 32

)+ 1.5=85mm, l2 = (1 6) =45 mm

tb=

85+45225

∗1= 0,58 min

-Timpul auxiliar: ta=ta1+ta2+ta3+ta4+ta5=0.65+0.08+0+0.08 +0.17=0.98min -Timpul de deservire tehnică

tdt =( 2.5* tb)/100 =(2.5*0.58)/100= 0.015 min-Timpul de deservire organizatorică

tdo = 1( ta+tb)/100 = 1.(0.98+0.58)/100=0.016min-Timpul de odihnă şi necesităţi

ton = 3( ta+tb)/100 = 3(0.58+0.98)/100=0.047min

NT=

291490 +0.58 + 0.98 + 0.015 + 0.016 + 0.047 =1,7 min.

Operaţia7 -a: Rectificare plană

-Tpî=7+8=15min

-tb=

l+l1+l2

f z∗z∗n∗i

(min)

-tb=

851500∗15 (min)=0.003min

-ta=ta1+ta2+ta5=0.43+0.10+0.14=0.67min -tdt =( 1.1* ti)tb/T tdt =(1.1*1.4)0.15/10=0.02 min-tdo = 1.5( tb+ta)/100 -tdo = 1.5(0.15+0.67)100=0.01min-ton = 3( ta+tdo)/100 = 3(0.15+0.67)100=0.03min

NT=

151490 +0.003+ 0.67 + 0.02 + 0.01 + 0.03 =0.763 min

Operaţia 8 -a: Strunjirea simultană a alezajelor (din capul şi din piciorul bielei)

-Tpi=15+10+4=29min

-tb=

l+l1+ l2

f∗n∗i

(min)

55


tb=

25+5250∗0 .12

∗1= 1min

-ta=ta1+ta2+ta3+ta4=0.5+0.1+0+0.2=0.8min -tdt =( 2.5* tb)100 =(2.5*0.35)/100= 0.006 min-tdo = (1.1*tb)/100 = (1.1*0.35)100=0.003min-ton = 5.5( tb+ta)/100 = 5.5(0.67+0.8)100=0.01min

NT3=

291490 +1 + 0.8 + 0.006 + 0.003 + 0.01 =1,85 min.

Operaţia 9-a: Control final

-Sincronizarea operaţiilor

Una din problemele cele mai importante care stau la baza aplicării proceselor tehnologice pe linii tehnologice în flux continuu este asigurarea identităţii timpilor de lucru pe bucată şi operaţie cu ritmul liniei tehnologice, adică:1buc = 2buc = ... nbuc = Rl.

Denumirea operatieitb

[min]tu

[min]tn

[min]

Frezare frontală I0,58

1,631,7

Găurire 2.44 2.92 2.93Filetare 0.1 0,413 0.425Retezare 0.34 1,16 1,19AsamblareFrezare plană 0,58 1,64 1,7Rectificare plană 0,003 0,733 0.763Strunjire 1 1,82 1,85Control final

56


CAPITOLUL V

5.Calculul necesarului de forta de munca, utilaje, SDV-uri, materiale

5.1 Determinarea volumului annual de lucru

Vom calcula :a) volumul de lucru anual normat pentru fiecare operatie :

V=N PP⋅tn

60 [ore] 5.1.1unde : -Npp – planul de productie (stabilit la relatia 1.3.2)

-tn -timpul normat pentru fiecare operatie(tab. 4.3)b)timpul total (anual) de lucru aferent sculei aschietoare :

V=N PP⋅tb

60 [ore] 5.1.2

unde : tB -timpul de baza pentru fiecare operatie de prelucrare mecanicac) timpul total de lucru aferent dispozitivului :

V Dv=N PP⋅tDv

60 [ore] 5.1.3Rezultatele obtinute prin utiliarea relatiilor 5.1.1 , 5.1.2 si 5.1.3 sunt prezentate centralizat in tab. 5.1.1

Tab. 5.1.1 Volumul anual de lucru pentru fiecare operatie

Nr.crt. Denumirea operatiei V V S(V DV )10 Frezare frontala 564.11 375.4420 Frezare frontala 1030.13 842.1930 Gaurire 794.96 599.9940 Retezare 983.9 790.99

57


50 Asamblare 769.83 592.9560 Frezare plana I 160.8 90.4570 Frezare plana II 694.46 442.280 Rectificare plana I 144.72 29.1590 Rectificare plana II 86.43 65.33100 Strunjirea alezajelor 180.9 120.6110 Control final 462.3 316.58

5.2 Calculul necesarului de forta de munca si utilaje

5.2.1 Fontul de timp anual al muncitorului

Acesta se calculeaza cu relatia :Fm=[ZC−(Zn+Z s+Zo ) ]⋅t s⋅K m 5.2.1

unde : Zc -numar zile calendaristice ; Zc =365

Zs -numar zile nelucratoare ; Zs =104

Zs -numar zile sarbatori legale ; Zs =7

Zo -numar zile concediu odihna ; Zo = 20

t s -durata unui schimb ; t s = 8 h

Km -coeficient ce tine seama de intarzieri ,absente , concedii fara plata ;

Km = 0.94 – 0.97 ; alegem Km = 0.9Inlocuind numeric valorile precizate anterior in relatia 5.2.1 vom obtine :

Fm=[365−(104+7+20)⋅8⋅0 .97=1816 ore/an

5.2.2 Fondul de timp anual al utilajului

Se determina cu relatia :

Fu=[ ZC−(Zn+Zs+Zr ) ]⋅t s⋅Kn⋅ns 5.2.2

unde : Zr -numar zile reparatii

Zr=0 .05⋅Fm=0 .05⋅1816=90 .8 ore=11. 4 zile

Consideram Zr=12 zile

Kn -coeficient de folosire al utilajului

Kn =0.8….0.9 ; alegem : Kn = 0.86Inlocuind numeric valorile cunoscute in relatia 5.2.2 vom obtine :

58


Fn=[ 365−(104+12+7 ) ]⋅3⋅0 .86⋅8=4953.6 ore/an

5.2.3 Calculul necesarului de forte de munca la fiecare operatie

Necesarul de forta de munca pentru fiecare utilaj se stabileste cu relatia :

nmi=V i

Fm 5.2.3

unde : V i -volumul anual aferent muncitorilor ; se stabileste prin suma volumelor de lucru anuale normate ale operatiilor ce pot fi executate de catre muncitori cu aceesi calificare;

Rezultatele obtinute sunt prezentate in tab. 5.2.3

Tab. 5.2.3 Necesarul de forta de munca pe operatii

Nr.crt.

Calificare muncitorului

Volum de lucru Vi

Fond de timp Fm

nmi calculatOperatii concentrate nmi

adop-tat

1 Strungar 5734.55

1816

3.15 20+30+40+50 42 Frezor 1316.56 0.72 10+70 13 Oper. gaurire 144.72 0.08 80 14 Oper. rectificare 131.66 0.07 120 15 Spalator 86.43 0.05 90 16 Control 663.3 0.37 60+100+130 17 Oper.trat.termic 462.3 0.25 110 1

5.2.4 Calculul necesarului de utilaje

Necesarul de utilaje se stabileste cu relatia :

ui=V i

Fn 5.2.4unde : Vi – timpul total de lucru aferent utilajului pentru acelasi tip de operatie obtinut prin suma timpilor Vi din tabelul 5.1.1

Rezultatele obtinute sunt prezentate in tab. 5.2.4

Tab. 5.2.4 Necesarul de utilaje

Nr. crt. Denumire utilaj

Volum de lucrari Vi

Fond de timp Fn

ui calc.

Operatii concentrate ui adopt

59


1 Strung SN400

5734.55

4953.6

1.72 20+30+40+50 2

2 Masina de frezat

1316.56 0.4 10+70 1

3 Masina de gaurit

144.72 0.04 80 1

4 Masina de rectificat

131.66 0.04 120 1

5 Instalatie de spalare

86.43 0.03 90 1

6 Banc de control

663.3 0.2 60+100+130 1

7 Cuptor electric

462.3 0.14 110 1

5.3 Calculul necesarului de SDV-uri

5.3.1 Calculul necesarului de scule

Pentru fiecare operatie in parte calculul necesarului de scule se poate face cu relatia :

Ncs=tb

(r+1)⋅T⋅K y⋅N pp

5.3.1unde : r – numar de reascutiri posibile ; r = M/h in care : - M – grosimea stratului de material ce poate fi indepartat prin reascutire ;

- h – grosimea unui strat ce poate fi indepartat prin reascutire ; Valorile M , h si respectiv r sunt date in tab. 5.3.1

- Ky = (1.05…..1.1); Ky – coeficient ce tine seama de distrugerile accidentale ale sculei ;

- T – durabilitatea sculei ; Rezultatele obtinute prin aplicarea relatiei 5.3.1 sunt prezentate in tab. 5.3.1

Tab. 5.3.1 Necesarul de scule

Nr. oper. Denumire scula

M,mm

h,mm

r,-

T,min

tbmin

Ky,-

Ncscalculat Adoptat

10 Cutit cu placuta P30

5 0.5 10 120 10.79 1.06 52.25 53


3 0.2 15 150 6.82 1.06 18.16 19


5 0.5 10 120 8.38 1.06 40.58 41


3 0.2 15 150 5.97 1.06 15.9 16

50 Cutit cu 5 0.5 10 120 7.87 1.06 38.11 39

60


placuta P3060 Cutit cu

placuta P103 0.2 15 150 5.9 1.06 15.71 16

80 Burghiu 1.2 0.3 4 360 0.29 1.06 1.03 2120 Piatra EN

25 MC0.2 0.05 4 20 0.035 1.1 2.32 3

5.3.2 Calculul necesarului de dispozitive si verificatoare

Necesarul de dispozitive si verificatoare se determina cu relatia :

Ncv=N pp⋅nv

n j⋅i⋅k y

5.3.2

unde : nv -numar de masuratori efectuate la o piesa cu verificatorul respectiv i – marimea uzurii acceptate

n j -durabilitatea dispozitivului (n j = 1500….2000 mas/1 μm ) Ky – coeficientul distrugerilor accidentale ; Ky = 1.01….1.1

Rezultatele obtinute prin aplicarea relatiei 5.3.2 sunt date in tabelul 5.3.2

Tab. 5.3.2 Necesarul de dispozitive si verificatoare

Operatii concentrate Dispozitiv verificator

nv ,-

n j ,

(mas /1 μm)

i,

(μm )k y Ncv

Calc. Adopt

10;20;30;40;50;60;80;90 Surub 150 18 2000 100 1.02 0.55 160;100:130 Evolventmetru 10 1700 10 1.05 3.72 4

120 Duritmetru rockwell

1 1600 - 1.04 - 1

130 Creion electric 1 1500 - 1.06 - 1

5.4 Calculul necesarului de materiale

Materialul utilizat la fabricarea piesei este un otel aliat cu densitatea :

ρ=7 .85 g /cm3

Volumul semifabricatului,determinat in urma analizei desenului de executie al semifabricaului, este :

Vsf = 125.46cm3

Masa semifabricatului se determina cu relatia :

msf =ρ⋅V sf 5.4.1

61


Numeric rezulta : msf =7 .85⋅125 . 46=984 . 861 g

Volumul piesei finite , calculat in urma analizei desenului de executie al pisei, este :

Vpf = 102.041cm3

Masa piesei finite se calculeaza cu relatia :

msf =ρ⋅V pf 5.4.2

Numeric obtinem : mpf =7 .85⋅102. 041=801. 02 g

Din diferenta celor doua mase calculate (msf ,mpf ) rezulta cantitatea de material recuperabil :

mr=m sf−mpf 5.4.3Numeric obtinem :

mr=984 .861−801 .02=183. 841 g=0 .1838 Kg

Deci : msf =0 .985 Kg

mpf =0 .801 Kg

mr=0 . 184 Kg

CAPITOLUL VI

Calculul costurilor de fabricatie

6.1. Structura generala a costului de fabricatie

Structura generala a costului de fabricatie este data de relatia:

C p=B+ A ∙N pp [lei /an] 6.1Unde:

o A – termen ce reprezinta cheltuielile directe;

o B – termen ce reprezinta cheltuielile indirect.

6.2. Cheltuielile directe

6.2.1 Costul materialului

Costul materialului este dat de relatia 6.2: Cmat=k SF ∙ mSF−kdr ∙mdr [ lei / piesa] 6.2

Unde:o k SF este costul unitar al semifabricatului;

o mSF este masa semifabricatului;

o k dr este costul deseului recuperabil;

62


o mdr este masa deseului recuperabil.

In conformitate cu site-urile producatorilor de specialitate se considera ca pretul unui kg de otel aliat este de 20 lei iar costul unui kg de deseu recuperabil este de 3,5 lei. Atunci rezulta:

Cmat=20 ∙0,985−3,5 ∙ 0,03=19 ,6 lei / piesa

6.2.2 Costul manoperei

Se determina cu ajutorul relatiei 6.3:

Cman=∑ ri ∙ tni

60∙(1+

Cas

100 ) [lei / piesa] 6.3

Unde:o ri este retributia orara a muncitorului la operatia i;

o t ni este timpul normat la operatia i;

o Cas≅ (30 …35 )%.

Astfel se calculeaza costul manoperei pentru fiecare operatie si rezultatele se centralizeaza in tabelul 6.1.

Nr. crt.

Denumirea operatiei Calificare muncitorri

[lei/ora]

t ni

[min]Cost manopera

1 Gaurire Lacatus 3-II 14 2,7 0,632 Strunjire interior Strungar 5-II 16,3 1,05 0,2853 Brosare Brosor 5-II 16,25 2,3 0,6234 Strunjire fata Strungar 5-II 16,3 1,15 0,3125 Strunjit frontal Strungar 5-II 16,3 1,2 0,3266 Strunjit fete Strungar 5-II 16,3 1,25 0,3397 Frezare Frezor 4-I 15,25 9,11 2,3158 Ajustare Lacatus 3-II 14 2,25 0,5259 Tesire Frezor 4-I 15,25 1,2 0,30510 Razuire Strungar 5-II 16,3 4,33 1,17611 Spalare Spalator 2-II 11,75 1,55 0,304

12 Tratament termicTratamentist

2-II13,75 0,8 0,183

13 Rectificare Rectificator 6-I 18,5 3,55 1,09414 Demagnetizare Muncitor 3-III 12,5 3,2 0,66715 Indreptare lovituri Lacatus 3-II 14 0,2 0,04716 Control final CTC-ist 4-II 16 8,5 2,267- Total - - - 11,4

Tabelul 6.1 – “Costul manoperei”

Totalul cheltuielilor directe va fi:

63


A=19,6+11,4=31 lei/ piesa

6.3. Cheltuielile indirect

6.3.1 Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelorAcestea se calculeaza cu formula 6.4:

C ifu=∑i=1

n

A i ∙(1+ir

100 ) ∙ Cui∙ t ni

6.4

Unde:o Ai este cota de amortizare a utilajului sau a masinii-unelte;

o ir este cota de intretinere si reparatii; ir= (30 …40 );o Cui

este costul utilajului i;

o t ni este timpul normat de lucru al utilajului i.

Folosind aceste date se poat determina valoarile cheltuielilor cu amortizarea. Acestea sunt trecute in tabelul 6.2.

Denumirea operatiei UtilajCostul utilajului

[lei]

Norma de timp[min]

C ifu

Gaurire Masina de gaurit G-40 31500 2,7 0,027

Strunjire Strung SNB400 92600 2,2 0,06Brosare Masina de brosat 150600 2,3 0,11

Frezare Masina de frezat FD250 304800 9,11 0,89

Severuire Masina de severuit 280300 4,33 0,39Spalare Inst. de spalare 12000 1,55 0,005

RectificareMasina de rectificat

RIF125324000 2,05 0,21

Tratament termic Cuptor 175200 0,806 1,135

Tabelul 6.2 – “Cheltuielile de amortizare”

S-a obtinut, astfel, pentru cheltuielile de amortizare, valoarea:

C ifu=2 ,828 lei/ piesa

6.3.2 Cheltuieli generale ale sectiei

Regia de sectie, R s, reprezinta cheltuielile privind salariul ersonalului de conducere si de alta natura din cadrul sectiei, amortizarea cladirilor si mijloacele fixe aferente sectiei, cheltuieli administrative – gospodaresti la nivel de sectie, cheltuieli pentru protectia muncii si cheltuieli de cercetare, inventii si inovatii.Se calculeaza ca procent 180% din cheltuielile de manopera. Astfel rezulta:

R s=1,8 ∙Cman=1,8 ∙11,4=20 ,52 lei/ piesa

64


Totalul cheltuielilor indirecte va fi:B=2,828+20,52=23 ,348lei / piesa

6.4. Calculul costului piesei si al pretului piesei

Se potate calcula totalul cheltuielilor:C p=B+ A ∙N pp

C p=23,348+31 ∙105000≅ 3255024 lei/anCostul de productie este dat de relatia 6.5:

C pr=Cp

N pp

=3255024105000

=31lei / piesa 6.5

Pretul de productie se determina cu relatia 6.6:

Pp=(1+ b100 ) ∙C pr 6.6

Unde:o b=(6…15) este cota de beneficiu; b=10.

Pp=(1+ 10100 ) ∙31=34 ,1lei / piesa

BIBLIOGRAFIE

1) Gavrilaş,I., ş.a, Tehnologia construcţiei de maşini, Reprografia Institutului Politehnic, Buc., 1988.

2) Ciocârdia,C.,ş.a., Bazele elaborării proceselor tehnologice în construcţia de maşini, E.D.P.,Bucureşti,1983.

3) Abaitancei D, Marincaş D - Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor EDP Bucuresti 1986.

4) Picoş C. ş.a. – Normarea tehnica pentru prelucrari prin aschiere; vol. I si II, Ed. Tehnica, Bucuresti 1979.

5) Vlase A, ş.a. -Regimuri de aschiere, adaosuri de prelucrare si normr de timp, Ed. Tehnica, Bucuresti 1983.

6) Berthold Grunwald – Teoria, Calculul si Constructia Motoarelor pentru autovehicule rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica Bucuresti-1980

7) Abaitancei D, Bobescu Gh. – Motoare Pentru Automobile, Ed. Didactica si Pedagogica Bucuresti

8) D. Marincas si D. Abaitancei - Fabricarea si Repararea Autovehiculelor Rutiere - Editura Didactica si.Pedagogica Bucuresti-1982

65


66

fabricarea bielei pentru motoare cu aprindere prin scanteie

Documents