im proiect bucsa culisanta
DESCRIPTION
Proiect anul I la Inginerie Mecanica.TRANSCRIPT
PROCESUL TEHNOLOGIC DE REALIZARE
A PIESEI BUCSA CULISANTA
Sa se proiecteze procesul tehnologic obtim de realizare a piesei bucsa culisanta in conditiile unui numar necesar de n=4.000 de bucati pe an.
Desenul de executie cu conditiile tehnice impuse este prezentat in figura de mai jos.
Prima etapa ce trebuie parcursa in executarea oricarui proect al oricarei piese este stabilirea rolului functional al piesei
Bucsele in general sunt organe de masini utilizate la rezemarea fusurilor arborilor *(osiilor ) preluand prin intermediul suprafetelor interioare forte radiale , axiale sau combinate , de la arbori si permitandu-le miscari de rotatie sau oscilatie.
In aceasta clasa a bucselor intra o mare varietate de tipodimensiuni de bucse .
Rolul functional al acesteia fiind specific fiecarei fiecarui ansamblu din care acesta face parte .
STABILIREA ROLULUI FUNCTIONAL AL PIESEI
FOLOSIND ANALIZA MORFOFUNCTIONALA
A SUPRAFETELOR
Rolul functional este elemental de plecare in orice proiect al oricarei piese.
Rolul functional al piesei in ansamblu este dat de rolul functional al fiecarei suprafete in parte .
Pentru a determina rolul functional al fiecarei suprafete in parte va trebui sa folosim metoda de anliza macrofunctionala a suprafetei care presupune parcurgerea urmatoarelor etape :
1) Descompunerea piesei in suprafete cele mai simple care o delimiteaza in spatiu (plane, cilindrice, conice , elicoidale evolveidale cicloidale etc)
2) Notarea tuturor suprafetelor ce delimiteaza piesa in spatiu , pornind de la o axa sau suprafata de dimensionare maxime intr-o anumita ordine (sensul trigonometric ascendant etc)
3) Analiza fiecarei suprafete in parte din urmatoarele puncte de vedere : a) forma geometrica
b) dimensiunile de gabarit
c) precizia dimensionala
d ) precizia de forma
e) precizia de pozitie
f) gradul de netezire
Stabilirea tipului de suprafata si al rolului functional posibil tinand cont ca exista : - suprafete de asamblare ;
suprafete functionale ;
suprafete tehnologice ;
suprafete auxiliare;
Stabilirea rolului functional al piesei facand analiza sintactica si colectiva pentru fiecare tip de suprafete luate in ansamblu.
In urma aceste analize se poate deduce rolul fiecarei suprafete in parte tinand cont ca pot exista:
a) suprafete de ansamblu aceste suprafete se caracterizeaza printr-o anumita forma geometrica si anume : - evolveidala
- elicodala
- tronconica
- s.a.m.d.
O alta caracteristica este prescriptii referitoare la:
1) precizia de forma
2) precizia dimensionala ridicata
3) proprietati referitoare la precizia de pozitie
4) rugozitate mica
5) eventualele proprietati cerute expres
6) o anumita configiuratie geonetrica
7) eventualele prescriptii referitoare la anumite proprietati
b) suprafete functionale se caracterizeaza:
- prin precizioa dimensionala ridicata (depinde de rolul functional al ansamblului din care face parte );
- prescriptii privind precizia de forma ,
- prescriptii privind precizia de pozitie ,
eventualele proprietati referitoare la precizia suprafetei in comparative cu alte suprafete
- proprietatile functionale
- eventualele proprietati referitoare la configuratia geometrica
c ) suprafete tehnologice sunt acele suprafete necesare prelucrari corespunzatoare suprafetelor de ansamblu si functionale , de regula aceste a sunt la sfarsitul unei suprafete de asamblare sau functionale
Aceste proprietati se caracterizeaza printr-o anumita forma specifica cum ar fii spre exemplu degajarile , canalele de pana si altele , au precizie dimensionala neprecizata sau altfel spus au o cota libera , prescriptii referitoare la pozitie , rugozitate cea generala si care este trecuta dedesubtul desenului
Suprafetele tehnologice sunt plasate de regula la inceputul sau sfarsitul unor suprafete de asamblare dacand posibila realizarea acestora .
d) suprafete auxiliare acestea fac legatura intre suprafetele tehnologice , se caracterizeaza printr-o precizie dimensionala neprecizata adica sunt date cu o cota libera , nu au precizie de forma , nu au precizie de pozitie si au rugozitatea generala.
Cunoscand aceste elemante referitoare la tipurile de suprafete ce delimiteaza o piesa in spatiu se poate stabili rolul functional al unei piese fara a cunoaste ansamblul din care face parte piesa sau se poate proiecta o piesa care sa indeplineasca un anumut rol functional impus .
Metoda folosita pentru stabilirea rolului functional posibil sau pentru proectarea unei piese cere sa indeplineasca un anumit rol functional imps poarta numele de metoda de anliza mirfifunctionala a suprafetelor .
4) se intocmeste un graf cu suprafetele caracteristice
Cu informatiile din acest graf se poate stabili tipul si rolul fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu .
5) In ultimul capitol al acestui prime parti vom stabili rolul functional al piesei tinand cont de rolul functional al fiecarei suprafete in palte luate in corelatia dintre ele
6) Stabilirea rolului functional al piesei se face in urma analizei de corelare a diferitelor tipuri de suprafete obtinute in graful suprafete caracteristice studiind pentru suprafetele ce delimiteaza piesa in spatiu caracteristicile corespuncatoare tipului de suprafete : -de asamblare ,
- functionale ,
-tehnologice
-auxiliare
In urma analizei de corelatie a diferitelor tipuri de suprafete continute in graful suprafete caracteristice sa stabilit rolul functional al piesei noastre.Avand aceste informatii primare se pot deduce procedeele tehnologice posibile de realizare a fiecarei suprafete in parte , pentru a se poaecta apoi procedeul tehnologic obtim de realizare a piesei ca un totunitar .O categorie de bucse este eceea destinata lagarelor radiale cu alunecare.
BUCSA CULISANTA pe care o studiem este desenata in desenul de mai jos:
Cand se cunoaste ansamblul din care face parte piesa si deci se cunoaste rolul functional al piesei se face doar analiza rolului functional si implicit acestuia asupra conditiilor tehnologice de generare (configuratia geometrica , precizia dimensionala, precizia de forma, precizia de pozitie si gradul de netezire ) pentru fiecare suprafata ce delimiteaza piesa in spatiu
Primul lucru pe care trebuie ca sa al executam in analiza rolului functional al piesei folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor este acela de a imparti piesa noastra in suprafete cat mai simple pe care le cunoastem spre exemplu : - suprafete plane
- suprafete tronconice
- suprafete elicoidale
- suprafete cilindrice
- s.a.m.d
In cazul acestei piese, deoarece nu se cunoaste ansamblul din care face parte , pentru a-I stabili rolul functional se foloseste metoda de analiza morfofunctionala a suprafetelor .
Aceasta metoda presupune parcurgerea etapelor pe care le-am mai amintit mai sus.
Rolul functional al piesei este dat de rolul functional al fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu de aceea, in primul rand se stabileste rolul functional al fiecarei suprafete folosind metoda de analiza morfofunctionala a suprafetelor
Vom incepe cu prima operetie adica cu IMPARTIREA PIESEI IN SUPRAFETE CAT MAI SIMPLE aceasta impartire sa realizat in figura de mai jos .
Impartind piesa BUCSA CULISANTA in mai multe suprafete se poate observa si din indicatiile date pe desen ca piesa noastra este formata din 14 suprafete , aceste suprafete vor fii trecute intr-un table numit graf al suprafetelor in care I se va preciza : -forma geometrica a suprefetei
dimensiunile de gabarit
precizia de dimensionare
precizia de forma
precizia de pozitie
rugozitate
duritate
tipul si rolul functional
procedeee tehnologice posibile de obtinere
si unele observatii referitoare la suprafetele aflate in discutie
descompunerea piesei in suprafete
cat mai simple
In desenul de mai sus sa parcurs si a doua etapa adica NOTAREA TUTUROR SUPRAFETELOR CE DELIMITEAZA PIESA IN SPATIU notanad astfel suprafetele am ajunsa sa avei paisprezece suprafete .
Trecand si de acestat etapa v-om parcurge urmatoarea etapa si anume:
INTOCMIREA UNUI GRAF SUPRAFETE CARACTERISTICI
Intocmirea grafului suprafete caracteristici in cazul bucsei studiate, care reprezinta o sinteza a tuturor conditiilor tehnice de generare a fiecarei suprafete a bucsei sete prezentat in in tabelul de mai jos:
Nr. Crt.
Suprafaa nr.
Forma geometrica a suprafeei
Dimensiunea de gabarit
Caracteristici
Tipul si rolul suprafeei
Procedee tehnologice de obinere
Obs.
Precizia dimensionala
Precizia de forma
Precizia de poziie
Rugozita-tea
Duritatea
1
S1
Plana
40
-
-
-
1.6
54-56HRC
Tehnologic
T,D,A
-
2
S2
Tronconic
0.5X45
-
-
-
6.3
Funcie de material
Tehnologic
A
-
3
S3
Elicoidal
M30X1.5
-
-
-
6.3
Funcie de material
De asamblare
A
-
4
S4
Circular
40H7
X 60
0.030
-
0.8
54-56HRC
Funcional
T,D,A
-
5
S5
Cilindric
33X3
-
-
-
6.3
Funcie de material
Tehnologic
A
-
6
S6
Plana
22
-
-
-
6.3
Funcie de material
De asamblare
A
-
7
S7
Plana
40
-
-
-
1.6
54-56HRC
Funcional
T,D,A
-
8
S8
Tronconic
0.5X45
-
-
-
6.3
Funcie de material
Tehnologic
A
-
9
S9
Circular
20X17
0.018-
-
-
0.8
Funcie de material
Auxiliara
T,D,A
-
10
S10
Cilindric
23x26
+0,05
-
-
1.6
Funcie de material
Auxiliara
A
-
11
S11
Tronconic
0.5X45
-
-
-
6.3
54-56HRC
Tehnologic
A
-
12
S12
Tronconic
0.5X45
-
-
-
6.3
54-56HRC
Tehnologic
A
-
13
S13
Semi Cilindrica
R3,5
-
-
-
6.3
Funcie de material
De asamblare
A
-
14
S14
Semi Cilindrica
R3,5
-
-
-
6.3
Funcie de material
De asamblare
A
-
Cu informatiile din tabelul de mai sus se pot stabili tipul si rolul fiecarei suprafete in parte care delimiteaza piesa in spatiu
De exempul suprafetele S4 si S7 avand precizie dimensionala mare , prescriptii referitoate la precizia de forma si rugozitate mica nu poate fii decat suprafata functionala
Supratefata S3 desi nu are prescriptiireferitoare la precizia de forma si de pozitie nu are precizie dimensionala precizata pe desen , dar are o configuratie geometrica specifica sau altfel spus este o suprafata fimetata nu poate fii decat suprefata de asamblare
Suprafetele S5 , S1, S8 si altele neavand specificate pe desen precizia dimensionala , de forma sau de pozitie nu pot fi decat suprafete auxiliare sau tehnologice.
Cu informatiile din tabelul de mai sus se poate stabili tipul si rolul fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu .
Stabilirea rolului functionalposibil al piesei facand analiza sintetica si corectiva a fiecarui tip de suprafata luate in ansamblul delimitarii piesei in spatiu .
ALEGEREA MATERIALUI OBTIM
PENTRU REALIZAREA PISEI
Alegerea optima a unui material pentru o anumita destinatie , este o problema deosebit de complex ace trebuie realizata de proiectant, in principiu aceasta insemana alegerea acelui material ce indeplineste conditiile minime de rezistenta si durabilitate ale piesei in conditiile unui prt de cost minim si a unei fiabilitati sporite.
Calitatea materialelor folosite la realizarea unei piese sau a unei masini , utilaj sau aparat impreuna cu conceptia de proiectare si tehnologia de fabricatie , determina nivelul performa tehnico-economice pe care piesa (produsul )le poate atinge .
De aceea in prezent ,se consider pe plan mondial o sporire continua preocuparilor pentru o utilizare cat mai rationala a materialelor , avand ca obiectiv principiul cresterea eficientei si competitivitati masinilor, utilajelor si aparatelor.
O alegere obtima a uni material , pentru o anumita destinatie , este o problema deosebit de complex ace trebuie rezolvata de proectant , in principiu aceasta inseamna alegerea materialului care indeplineste cerintele minime de rezistenta si duritate ale piesei , in conditiile unui prt de cost minim si a unei fiabilitati sporite
Tendinta de a se allege materialele superioare cerintelor minime de rezistenta si durabilitate ale piesei este inadecvata din punct de vedere economic si nu contribuie la cresterea performantelor tehnice ale produsului tehnologic , ci si in determinarea cat mai corecta a cerintelor minime impuse materialului si alegerea acestuia in consecinta .
Avand in vedere diversiunea foarte mare de piese si produse si respective de materialele din care acesta poate fii confectionat este practice aproape imposibil de a stabili o metoda general valabila si riguros stintifica , care sa permita optimizarea alegerii materilelor .
Pentru alegera materialului obtim pentru confectionarea piesei BUCSA CULISANTA materizat metoda de analiza a valorilor obtime care presupune alegerea , acelui material care indeplineste cerintele minime de rezistenta si de duritate ale piesei in conditiile unui prt de cort minim si a unei fiabilitati sporite .
In urma parcurgerii etapelor necesare de alegere a materialului obtim am intocmit tabelul de mai jos .
Dup stabilirea rolului funcional se alege materialul optim ce va fi folosit la obinerea piesei.
Rolul funcional ne arat i proprietile pe care trebuie s le ndeplineasc piesa .
O alegere optim a unui material pentru o anumit destinaie , este o problem foarte complex ce trebuie rezolvat de proiectant.
Calitatea materialului folosit la realizareau unei piese , impusa de conceptia de poriectare si tehnologia de fabricatie , determina nivelul performantelor tehnico- economice pe care piesa le poate atinge .
O alegere obtima a unui material este o problema destul de complexa , alegem materialul tinad cont de solicitarilemaxime a este o metoda ineficienta de aceea se considera materialul obtim cel care corespunde cerintelor minime de rezistenta si duritate , pretului de cost minim , eficienta maxima de functionare .
Pentru determinarea materialului obtim se foloseste metoda de analiza a valorilor obtime.
1) stabilirea rolului functional al piesei si tehnologicitati constructirise face folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor
2) stabilirea factorilor analitici ce definesc problema alegerii materialului obtim .
Sunt considerati factori analitici proprietatile functionale cum ar fii: a) proproietatile chimice ,
b) proprietatile mecanice ;
c) proprietati electrice
d) proprietati magnetice
e) proprietati obtice
f) proprietati nucleare
Se va mai avea in vedere turnabilitatea materialelor , deformabilitatea , uzinabilitatea , sudabilitatea , calibilitatea , proprietary economice , pretul de cost
3) Descompunerea factorilor analitici in elemente primare acastea se va face tinanad cont de ceea ce a rezultat de la operatia numarul 1 din rolul functional , nu trebuie ca sa lipseasca proprietatile fizice , densitataea , conductibilitatea , proprietatile chimice cum ar fii de exempul rezistenta la coroziune , proprietatile macanice rezistenata la rupere , modulul de elasticitate duritatea notata cu HB rezilienta notata cu KCu , rezistenta la oboseala , rezistenta la curgere
Alaturi de aceste proprietati avem trecute proprietatile electrice :- conductibilitatea electrica si rezistivitatea, o alta proprietate ce mai apare este proprietati magnetice acestea sunt in numar de trei :
a) diamagnetismul
b) permeabilitatea magnetica
c) permeabilitate electrica
Alte proprietati esentiale sunt proprietatile obtice reflecxia si absortia
Proprietati nucleare de injumatatire
- de arenuare
Proprietati estetice cum este de exemplu
- culoare
- aspectul
- gradul de netezire
Concluzia este c dac se doresc anumite proprieti se face o proiectare a materialului cu o astfel de structur care s implice cerinele cerute de rolul funcional .
Adic se alege acel material care s ndeplineasc cerinele minime de rezisten i durabilitate ale piesei n condiiile unui pre de cost minim i al unei fiabiliti sporite.
In tabelul de mai jos sunt prezentate proprietatile :
- functionale
- tehnologice
- economice
Nr. crt.
Proprietatea
Game de variate
Nota
Obs.
0
1
2
3
4
1
Densitatea materialului.
in [Kg/dm3]
< 5,0
1
5,010,0
2
>10
3
2
Conductibilitate termica Cr
in [cal/cm*s* C]
0,4
3
3
Rezistenta la coroziune. Rc viteza de coroziune
in[mm/an]
0,05
1
4
Duritatea. HB,
in [HB]
160
3
5
Modulul de elasticitate. E
in [daN/cm2]
2,0*10 6
3
6
Rezistenta la curgere a materialului Rp 0,2
In [N/mm2]
1500
3
7
Rezistenta la rupere. Rm ,
in [daN/mm2]
60,0
3
8
Rezistenta la oboseala. 1
In [N/m2]
1000
3
9
Alungirea relativa At
[%]
40%
3
10
Reziliena KCU 30/2
in [J/cm2]
100
3
11
Rezistena la fluaj
in [N/mm2]
300
3
12
Proprietile tehnologice (turnabilitatea ,deformabilitatea , uzinabilitatea , sudabilitatea , clibilitatea)
Satisfctoare
1
Notarea se face cu calificative
Bun
2
Foarte bun
3
13
Preul de cost , PC
in [lei/kg]
1000
1
Stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar se face analizand fiecare proprietate k acordandu-I o pondere dk tinand cont de rezultatele obtinute in etapele de mai sus.
La stabilirea ponderii trebuie indeplinita conditia
m
dk = 0,1
k=1
in care m reprezinta numarul de factori primari .
Stabilirea ponderi importantei factoriloreste o problema deosebit de dificila , rezolvarea ei presupunand inbinarea mai multor cunostinte de specialitate , precum si rezolvatrea corecta a punctualui 1;
De regula pentru orice piesa cea mai mare importanta o prezinta rezistenta la coroziune , deci valoarea cea mai mare a ponderi se ia pentru pentru d4
Se ia apoi in ordine proprietatea mecanica de rezistenta la solicitare cea mai purernica d5 si la aceeasi valoare se ia ponderea pretului de cost d16
Urmeaza apoi ponderile proprietatilor tehnologice care se iau egale deoarece este foarte importanta posibilitatea obrinerii piesei prin oricare din procedeele tehnologice clasice.
Alegerea solutiei obtime la momentul dat se face intocmind un graf materiale proprietati si punand conditia ca :
m
dk tk = maxim.
k=1
Analiza solutiilor din punct de vedere al utilitatilor si stabilirea ponderilor de inlocuire economica a unui material cu alt material se face in situatia in care la momentul dat , materialul obrim rezultat in etapa anterioara nu se afla la dispozitie
Optimizarea alegerii materialului se bazeaz pe experiena proiectantului i pentru o alegere rapid a materialului se pleac de la cteva date referitoare la : solicitrile din timpul exploatrii , condiiile de exploatare , clasa din care face parte piesa i condiiile de execuie .
n continuare se va prezenta o metod de alegere a materialului optim numit metoda de analiz a valorilor optime
Material
PROPRIETI FUNCIONALE
PROPRIETI TEHNOLOGICE
Proprieti economice
(n
FIZICE
CHIMICE
MECANICE
Densitate
[kg/dm3]
Conductibilitatea
termic
Rezistena la
coroziune
[mm/an]
Duritate
[HB]
Rezistena la rupere
[daN/mm2]
(E(106)
[daN/mm2]
TurnabilitateDeformabilitate
Uzinabilitatea
Cost [lei/kg]
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
V
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
22
23
23
Fgn 700
7.32
2
0.01
1
0.05
2
1.6
2
75
3
280
3
Fb
3
N
1
S
1
3000
3
1,90
Fc 250
7,3
2
0,13
1
0,05
2
1,1
2
25
1
220
3
Fb
3
N
1
S
1
3250
3
1,60
Fc 300
7,3
2
0,14
1
0,05
2
1,1
2
30
1
260
3
Fb
3
N
1
S
1
3500
3
1,60
Fc 400
7,3
2
0,14
1
0,05
2
1,1
2
40
2
294
3
Fb
3
N
1
S
1
3800
3
1,75
Fn 320
7,36
2
0,14
1
0,05
2
1,6
2
32
1
250
3
Fb
3
N
1
S
1
3800
3
2.15
Fn 350
7,38
2
0,15
1
0,05
2
1,6
2
37
2
225
3
Fb
3
N
1
S
1
4150
3
2.10
Fn 350n
7,34
2
0,16
1
0,05
2
1,6
2
30
1
240
3
Fb
3
N
1
S
1
4100
3
2.15
CuZn15
8,8
2
0,3
2
0,05
2
1,2
2
64
3
60
1
Fb
3
B
2
Fb
3
10000
1
2,10
CuZn39
8,4
2
0,2
2
0,03
2
1,2
2
30
1
65
1
Fb
3
B
2
Fb
3
10000
1
2.05
Duraluminiu
2,8
1
0,25
2
0,02
2
0,74
1
30
1
50
1
Fb
3
B
2
Fb
3
5000
1
1,95
OL37
7,3
2
0,2
2
0,05
2
1,7
2
45
2
120
2
B
2
B
2
Fb
3
4000
3
2.3
OL 50
7,3
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
58
2
164
2
B
2
B
2
Fb
3
4500
2
2.2
OLC 45
7,7
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
54
2
187
2
B
2
B
2
Fb
3
4750
2
2.4
OLC 60
7,8
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
62
3
210
2
B
2
S
2
B
2
5000
2
2.2
OT 40
7,4
2
0,2
2
0,05
2
2,5
3
40
2
110
2
Fb
3
S
1
B
2
4000
3
2.11
OT 50
7,45
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
50
2
138
2
Fb
3
S
1
B
2
4150
3
2.25
OT 60
7,5
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
60
2
164
2
Fb
3
S
1
B
2
4250
3
2,25
VCrW85
7,8
2
0,2
2
0,02
2
2,1
2
100
3
235
3
B
2
S
1
Fb
2
9200
1
2.1
MoCrMn14
7,8
2
0,2
2
0,02
2
2,1
2
120
3
240
3
B
2
S
1
B
2
8700
1
2.1
10CrNi320
7,4
2
0,26
2
0,01
3
2,1
2
130
3
269
3
B
2
S
1
B
2
12000
1
1.98
41MoCr11
7,5
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
95
3
217
3
B
2
S
1
B
2
7500
1
2,25
12Cr130
7,5
2
0,3
2
0,02
2
2,1
2
60
2
187
2
B
2
S
1
B
2
13000
1
2,20
ATSi5Cu
2,6
1
0,2
2
0,01
3
0,8
1
20
1
90
2
Fb
3
Fb
3
S
1
6250
1
1.98
12NiCr250
7,9
2
0,14
1
0,01
3
2,1
2
75
3
192
2
B
2
S
1
B
2
12750
1
2,25
SiCrNi60
8
3
0,13
1
0,01
3
2,1
2
80
3
223
3
B
2
S
1
B
2
14500
1
2,25
AUT9
7,3
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
51
2
156
2
B
2
S
1
B
2
4100
3
2,05
2
7,3
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
56
2
160
2
B
2
S
1
B
2
4300
3
2,05
AUT30
7,4
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
66
3
185
2
B
2
S
1
B
2
4600
2
1.95
OSC7
7,7
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
69
3
207
3
B
2
S
1
B
2
4750
2
2,15
OSC10
7,7
2
0,2
2
0,05
2
2,1
2
75
3
221
3
B
2
S
1
B
2
49002
2
2,2
Ponderea dk
d1=0,05
d2=0,05
d3=0,1
d4=0,05
d5=0,1
d6=0,15
d7=0,2
d8=0,15
d9=0,1
d10=0,1
Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice
posibile de realizare a piesei semifabricat si
stabilirea procedeelor
tehnologie acceptabile
In general o piesa semifabricat poate fii obtinuta prin mai multe procedee tehnologice de transformare a materialului , intr-o succesiune logica si treptata piesa finite fiind obtinuta in urma prelucrari prin aschiere.
Pentru a se putea alege procedeele tehnologice acceptabile de realizare a piesei semifabricat pentru piesa SEMICUPLA, ca si in cazul; celorlalte exemple , este necesara o analiza succinta a procedeelor tehnologice posibile care permit obtinerea acesteia .Aceasta analiza se face luand in considerare : - clasa din care face parte piesa ,
- tehnologicitatea constructiei ,
- greutatea si dimensiunea de gabarit , precum si tipul productiei .
n vederea alegerii unei metode sau a unui procedeu tehnologic de realizare a unei piese se ine cont de dezvoltarea industriei i de condiiile oferite.
Procedeul tehnologic ales trebuie s asigure o bun calitate a pieselor, la un pre de cost ct mai sczut.
Se face o analiz complex a procedeelor tehnologice pentru obinerea unor rezultate finale mai avantajoase.
Turnarea, ca procedeu tehnologic este una din cele mai vechi metode de obinere a pieselor prin punere in forma, dezvoltate de om.
Turnarea intervine ntotdeauna ca metoda tehnologica distinct la materialele care sunt elaborate in stare lichida sau vscoasa.
mpreun cu prelucrrile prin matriare si cu cele de formare prin sintetizare sunt utilizate in mod nemijlocit la realizarea formei pieselor spre deosebire de alte prelucrri, unde forma rezulta prin mijlocirea unor procese tehnologice preliminare distincte
- laminare,
- tragere,
- forjare libera,
- achiere
-microachiere
. Prin turnare se pot realiza forme practic nelimitate, piese cu mase diverse, de la fraciuni de gram si pana la sute de tone, care i gsesc utilizri in toate domeniile de activitate.
Piesa semicuplaface parte din clasa DISCURI, grupa IV tipul forma comlplexa
In ceea ce priveste tehnologia constructiei piselor , pentru aprecierea ei trebuie luate in considerare urmatoarele :
unificarea diverselor elemente constructive (filete , diametre de gauti , canale de pana caneluri raze de racordare etc);
- precizia geometrica
- precizia gradului de netezire al suprafetelor
-rationalitatea schemelor tehnologice
-concordanta formeiconstructive a piesei
- consumul de materiale necesar fabricari acesteia
Analizand forma constructiva , dimensiunile piesei racord si recomandarile privind tehnologicitatea pieselor semifabricat turnate , semifabricatul pentru acesta piesa se poate obtine prin turnare .
Pentru a stabili un procedeu de turnare acceptabil , mai amtai trebuie facuta o analiza a piesei SEMICUPLAcare are in vedere urmatoarele :
dimensiunile de gabarit ale piesei
productia anuala care este de 10 000 bucati pe an
greutatea piese care nueste deloc mare
configuratie geometrica simpla
rugozitatea generala este destul de mare adica de 10
planul de simetrie in acest caz poate fii considerat plan de separatie
adaosurile de inclinare
adaosurile tehnologice
adaosurile de prelucrare
nu necesita modificari ale formei constructive a piesei finite pentru a usura prelucrarile ulterioare
Deoarece gaura noastra cea mai mica are valoare a de =20 acesta se va obtine cu ajutorul miezurilor.
Privind posibilitile de realizare a piesei se au n vedere urmtoarele:
-desenul piesei
-rolul funcional al suprafeelor
- materialul ales, comportarea lui la prelucrare
-numrul de buci ( producie anual )
- utilajul de care dispune ntreprinderea
Principalele procedee de obinere a semifabricatelor metalice sunt urmtoarele:
-turnare
-deformare plastic
-presare i sinterizare din pulberi
-sudare
-tiere
Turnarea este un procedeu tehnologic de realizare a pieselor prin introducerea unui material metalic n stare lichid ntr-o cavitate special execut.
Prin solidificarea topiturii rezult piesa turnat, care reproduce configuraia i dimensiunile cavitii de turnare.
Principalele procedee de turnare sunt:
-n forme din amestec de formare obinuit
-n forme coji, cu modele uor fuzibile
-n forme metalice fr suprapresiune
-n forme coji cu liant termoreactiv
-n forme metalice cu suprapresiune
-centrifugal
Prelucrarea prin deformare plastic se bazeaz pe plasticitatea metalelor, adic pe capacitatea acestora de a cpta deformaii permanente sub aciunea unor fore exterioare.
Fcnd abstracie de unele pierderi tehnologice, inevitabile, prelucrarea prin deformare plastic reprezint un procedeu de prelucrare foarte avantajos n ceea ce privete economia de metal, fiind net superior prelucrrii prin achiere la care pierderile de material sub form de deeuri sunt foarte mari.
Procedeele de prelucrare prin deformare plastic sunt urmtoarele:
- laminare
- tragere
- extrudare
- forjare -libera
- prin deformare
- prelucrarea tablelor - prin tiere
- prin deformare
prelucrarea evilor i a profilelor
La stabilirea procedeului optim de obinere a piesei, trebuie ales procedeul ce asigur precizia necesar, realizarea formei cerute de rolul funcional n condiiile unei productiviti mari i pre de cost minim.
Avand in vedere cele de mai sus se poate afirma ca un procedeu de turnare acceptabil de turnare a piesei BUCSA CULISANTA este turnarea in cochila
Spre deosebire de piesele turnate in amestec de formare obistuit , piesele turnate in cochila se caracterizeaza prin :
a) reducerea adaosului de prelucrare
b) abateri mici la dimensiunile piesei
c) se obtin piese cu suprafete curate
d) permite turnarea in forma calda
e) proprietetile mecanice ale pieselor sunt mai bune
f) se reduce procentul de piese rebutate
g) scade manopera de formare
h) creste coeficientul de utilizare a aliajului lichid turnat
i) conditiile de munca sunt mai curate
j) precizia dimensionala este mai mare
k) forma mecanica rezista la mai multe turnari
l) numia este necesara instalatia de prelucrare a amestecului de formare si de sablare
costul pieselor realizate in forme metalice scade la mai putin de jumatate in figura de mai jos ne este reprezentata piesa noastra obtinuta prin turnare .
Turnarea in forme metalice este rentabile numai la turnarea pieselor in series au masa , pentru amortizarea costului COCHILEI
Piesele obtinute prin turnare si referindu-ne la piesele obtinute prin turnare in forme temporare au o rugozitate destul de mica se confectioneaza destul de multe piese fiind o turnare de serie sau de masa .piesa turnata nu prezinta un adios de prelucrare foarte mare ,
Daca piesa nu este chiar asa de mare atunci se pot turna o data cate 2 piese .
Turnarea in forme permanente este forte des intanlita mai ales cand avem nevoia de obtinerea mai multor piese intr-un timp mai scurt .
Poate prezenta si unele dezavantaje cade exemlu costul foarte mare al matritei , aceasta se confectioneaza dim materiale foarte dure si deci nu se pot prelucra chaira sa de simplu , din acest motiv se folosesc cochilele numai la un numar foarte mare de piese pentru a putea acoperii costul cochilei
Un alt procedeu de semifabricare este deformarea plastica .
Semifabricatul pentru piesa BUCSA CULISANTA poate fii obtinutr printr-un procedeu de deformare plastica deoarece reprezinta majoritatea conditiilor impuse de tehnologia pieselor semifabricat forjate sau matritate cum ar fii :
- planul de separatie este planul de simetrie al piesei asigurandu-se astfel o curgere plastica usoara a materialului in vederea obtineri pisei fara defecte de umplere
adaosurile de prelucrare si razele de racordare sunt muchii exterioare
pierderile de material indepartat sa fie cat mai mici
forma constructive a piesei semifabricat rezultata permite obtinerea gradului maxim de apreciere al piesei finite
Alegerea modului de obtinere al piselor prin forjare libera sau prin matritare , este conditionat de programa de productie
Matritarea prezinta cateva dezavantaje dintre care cele mai importante sunt;
greutatea limita a piesellor care pot fii matritate
costul ridicat al matritelor
Astfel in cazul unicatelor sau seriilor mici se allege forjarea libera , iar in cazul semifabricatelor mijlocii sau mari se allege matritarea , putandu-se astfel amortize cheltuielile cuu executia matritei
De asemenea la alegera modelului de executie a piesei un rol important il are si marimea piesei .
Prin matritare , configuratia semifabricatului obtinut are forma geometrica destul de aproape de cea a piesei finite , adaosurile de prlucrare sunt destul de mici , in comparative cu cele de la forjare libera.
Ca si la turnare sunt anumite orificii la aceasta piesa care nu pot fii obtinute direct prin matritare si vor fi obtinute ulterior prin aschiere
Martritarea se poate realize pe matrita inchisa sau deschisa ce se caracterizeaza prin formarea unei bavuri .
Avantajele matritari deschise constau in faptul ca pot obtine piese cu configuratii mai complexe si nu necesita semifabricate cu un volum sau dimensiuni riguros execte.
Acest lucru este posibil datorita canalului de bavuara ce poate prelua surplusul de material. In schimb matritarea deschisa duce la o pierdere de material datorita bavuri cat si datorita adaosului tehnologic necesar inclinari peretilor matritei , la manopera in plus pentru debavurarea si la schimbarea directiei fibrajului in piesa obrinuta .
De asemenea forta necesara matritari , datorita deformari si a bavuri , este mai mare in cazul matritari deschise dacat in cazul celei inchise
Luand in calcul toate aceste aspecte si tinand cont de configuratia geometrica a piesei BUCSA CULISANTA este recomandat ca procedeul de matritare , matritarea deschisa sau matritarea pe masini de forjat orizontale.
Un alt procedeu de deformare plastica ce poate fii luat in analiza de calcul in cazul acestei piese este laminarea , configuratia piesei finite obtinanduse ulterioar prin aschietre
In cazul adaosurilor de prelucrare vor fii mult mai mari decat in cazul matritarii , consumul de material fiind mult mai mare .
Acest procedeu nu este indicat deoarece pierderile de material sunt mul prea inseminate se pierde foarte mult material aproape cam cat cantareste piesa
Laminarea nu este dorita in cazul acestei piesei insa acest procedeu de deformare plastica se poare realize pentru alte piese si in cazul acelor piese este cel mai rentabil procedeu , dar nu in cazul piesei noastre mai prcis in cazul piesei BUCSA CULISANTA
Pe semifabricatul matritat nu avem decat adios tehnologic , practice se placa de la o bucata de material cu dimensiuni corespunzatoare si se ajunge la piesa dorita la cotele si dimensiunile cerute .
OBTINEREA PIESEI SEMIFABRICAT
PRINTR-UN PROCEDEU DE
TURNARE
Spre deosebire de turnarea in forme temporare unde atentia tehnologiei se pune pe conceperea modelului asamblat , in cazul utilizarii
Formelor permanente efectul principal consta in proectarea formei de turnare cochile
Formele de turnare permanente sunt mult mai scumpe decat cele temporare deoarece ele sunt confectionate din materiale durabile , greu de prelucrat si sunt capabile sa permita reutilizarea formei .
Procesele de execuie a pieselor prin turnare se remarca prin urmtoarele avantaje:
- permit realizarea de piese cu configuraii diverse, in clasele de precizie 6..16, cu suprafee de rugozitate Ra=1,6...200 m;
- permit realizarea de piese cu proprieti diferite in seciune (unimaterial, polimaterial);
- creeaz posibilitatea obinerii de adaosuri de prelucrare minime ( fata de forjarea libera, sau prelucrrile prin achiere);
- creeaz posibilitatea de automatizare complexa a procesului tehnologic, fapt ce permite repetabilitatea preciziei si a caracteristicilor mecanice, la toate loturile de piese de acelai tip;
- permit obinerea unei structuri uniforme a materialului piesei, fapt ce i confer acesteia o rezisten multidirecional.
In general, compactitatea, structura si rezistenta mecanica a pieselor turnate sunt inferioare pieselor similare realizate prin deformare plastica (deoarece acestea poseda o rezistenta unidirecional, dup direcii prefereniale).
Dintre dezavantajele procedeelor de realizare a pieselor prin turnare se pot enumera:
- consum mare de manopera, ndeosebi la turnarea in forme temporare;
- costuri ridicate pentru materialele auxiliare;
- consum mare de energie pentru elaborarea si meninerea materialelor in stare lichida la temperatura de turnare;
- necesit msuri eficiente contra polurii mediului si pentru mbuntirea condiiilor de munc.
Se pot prelucra prin turnare materiale metalice si nemetalice , in producie de serie sau de unicate.
De menionat c , prin turnare se pot realiza att piese/semifabricate dintr-un material unic, sau din cel puin doua materiale ( acoperiri prin turnare statica sau centrifugala, utilizarea turnrii cu inserii, obinerea prin turnare a materialelor compozite etc.).
Tendina actual este de a eficientiza procesele de producie prin reducerea adaosurilor de prelucrare si a operaiilor de prelucrare dimensionala ulterioare.
Din acest motiv, procedeele de punere in forma, ntre care i turnarea, capt o atenie deosebit, cunoscnd un grad mai ridicat de perfeciune i inovare fa de alte procedee.
In funcie de domeniul de aplicare al procesului de turnare ( tehnologii mecanice, metalurgice, de mecanica fina, de tehnica dentara, de prelucrri de industria chimica, de construcii etc.), pot exista denumiri specifice, care sunt sinonime.
Forma de turnare este scula specifica procesului tehnologic de turnare care conine cavitatea de turnare reeaua de turnare si canalele de evacuare a gazelor.
Cu ajutorul ei se realizeaz configuraia ,gabaritul si calitatea suprafeei piesei.
Formarea este denumirea generica a operaiilor prin care se realizeaz forma de turnare; acest termen se refera numai la realizarea formelor temporare i semitemporare, confecionate din amestecuri de formare. Formele permanente , de tipul matrielor si al cochilelor se realizeaz prin turnare sau forjare, urmate de prelucrri mecanice, tratamente termice i de suprafa.
Extragerea piesei denumete operaia de scoatere a piesei solidificate din forma de turnare.
Miezul este o parte distincta a formei de turnare, cu ajutorul cruia se obin golurile interioare ale piese turnate.
Miezurile pot fi permanente(la turnare in matrie sau cochile) sau temporare ( la turnarea in cochile sau in forme temporare).Formarea miezurilor se fa ce cu ajutorul cutiilor de miez.
Modelul de turnatorie este o macheta tridimensionala care reproduce aproape identic piesa, mrit corespunztor in funcie de caracteristica de contracie ala solidificare a materialului piesei si servete in operaiile de formare.
Mulajul este un model intermediar (negativul formei piesei reale); servete la realizarea modelului de turnatorie(pozitivul formei piesei).
Reeaua de turnare este partea tehnologica a cavitaii formei de turnare, care conine plnia d turnare, totalitatea canalelor de conducere a materialului lichid spre cavitatea piesei, precum si maselotele.
Pentru formarea reelei de turnare se realizeaz modele corespunztoare.
Turnabilitatea este proprietatea tehnologica a unui material ce definete capacitatea acestuia de a capt dup solidificare configuraia geometrica si dimensiunile unei forme geometrice in care se introduce in stare lichida sau lichido-vscoas.
Este o proprietate tehnologica complexa, care determina posibilitile unui material de a fi prelucrat prin turnare; ea este influenat de mrimi fizice precum: fuzibilitatea, fluiditatea, contracia de solidificare etc.
Turnarea este denumirea generica a unor grupe de procese tehnologice de realizare a pieselor semifabricat i/sau finite .
Proprieti de turnare ale metalelor i aliajelor:
Turnabilitatea: proprietatea tehnologic global , care reflect comportarea materialelor n raport cu procedeele tehnologice din grupa turnrii . Ea se exprim prin calificative : foarte bun , bun , satisfctoare , slab , nesatisfctoare .
Fuzibilitatea : este proprietatea materialului de a trece n stare topit .
Fluiditatea: este proprietatea materialului aflat n stare lichid sau vscoas de a curge i umple toate detaliile cavitaii formei de turnare .
Contracia: este proprietatea materialului metalic de a-i micora volumul n timpul solidificrii .
Segregarea: este separarea constituenilor unui amestec eterogen astfel nct distribuia acestora nu mai este uniform .
Absorbia gazelor: exprim proprietatea de a dizolva gaze .
La proiectarea modelelor i a cutiilor de miez trebuie parcurse urmtoarele etape:
stabilirea rolului funcional al piesei se face pe baza metodei de analiz morfofuncional a suprafeelor;
alegerea materialului optim pentru confecionarea piesei - se folosete metoda de analiz a valorilor optime;
ntocmirea desenului piesei brut turnate
Pentru a putea executa cochila trebuie plecat de la desenul piesei brut turnate .
Mai inatai trebuie stability planul de separatie al piesei.
Suprafata de separatie este suprafata care separa cochila in doua sau mai multe parti .
Stabilirea planului de separatie depinde de complexitatea piesei ce urmeaza a se turna si de utilajul folosit pentru turnare .
Alegerea planului de separatie se face tinand cont de urmatoarele:conditii:
piesa turnata sa poata fii scoasa usor din locasul cochilei. In acest scop se va cauta ca suprafata de separatie sa fie aleasa astfel incat adanciturile sau nervurile sa se gaseasca in directia inchiderii cochilei
umplerea locasului cochilei sa aiba loc , pe cat posibil , prin refulare. Se poate adopta conditia ca suprafata de sepparatie sa treaca prin dectiunea piesei care are dimensiunile de gabarit mai mari ;
planul de separatie va fii pecat posibil drept sin u frant orizontal sau vertical.
Desenul piesei semifabricat sa realizat cu piesa in pozitie de turnare .
Acest tip de cochila se foloseste in primul rand , pentru piesele turnate mici (cu greutate maxim de 30 de kg) , de obicei fara miezuri executate din amestecuri de miez .
Aceste cochile pot fii executate cu una sau mai multe cavitati
Sa optat pentru o cochila cu doua cavitati de turnare .
Desenul piesei brut turnate :
se face pornind de la desenul piesei finite, pe care se adaug:
-Ap - adaosuri de prelucrare, pe toate suprafeele a cror precizii dimensionale i rugoziti nu pot rezulta direct din turnare;
la stabilirea adaosului de prelucrare este necesar sa se tina sema in mod obligatoriu de incadrarea semifabricatelor in clase de precizie conform tabelului piesa noastar se incadreaza in clasa a-III-a de precizie .
marimea adaosului de prelucrare de pinde de :
- caliatea spurafetei piesei finite
- calitatea suprafetei semifabricatului initial
-compozitia chimica a materialului etc
avand in vedere ca materialul din care se realizeaza piesa este un otel conform tabelului de mai jos adaosurile de prelucrare pentru suprafetele aceste piese sunt : 3,5 mm (sus )si 3 mm (jos)
-At - adaosuri tehnologice, pentru toate suprafeele a cror configuraie sau poziie nu poate fi obinuit direct prin turnare sau n vederea simplificrii formei tehnologice a piesei;
-A - adaosuri de nclinare, care faciliteaz scoaterea modelului din form i a piesei din form. Valoarea adaosurilor de nclinare depinde de poziia planului de separaie, in general trebuie sa fie cat mai mic unghilu de inclinare (pentru suprafetele exterioare dela 1 3 grade iar pentru suprafetele interioare de la 2 5 grade )
La interior inclinarile trebuiesc sa fie mai mari decat la exterior , pentru a preanampina efectul contractiei piesei .
Sa ales pentru suprafetele exterioare un unghi de 1 grad iar pentru cele interioare de 2 grade.
-Rc - adaosuri sub forma razelor de racordare constructive, n scopul de a evita apariia defectelor de tipul fisurilor i crpturilor;
Marimea razei de racordare interioare se aleg intre 1/5 si 1/3 din media aritmetica a grosimi peretilor de racordat , iar raza exterioara se ia egala cu raza mica plus media aritmetica a grosimi peretilor care se racordeaza
Dupa STAS 406-85 razele de racordare se rotunjesc la una din valorile : 0,2 ; 0,4 ; 0,6 ; 1; 1,6; 2,5 ; 4 6 ; 10 ; 16 ; 20 ; 32 ; 40 ; 50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 125 ; 160 ; 200 mm
Gabaritul maxim al piesei turnate
Poziia suprafeei piesei turnate
Dimensiunea nominal , mm
Pn la 100
Peste 100
pn la 200
Peste 200
pn la 300
Peste 300
pn la 500
Peste 500
pn la 800
Peste 800
pn la 1200
Peste 1200
pn la 1800
Peste 1800
pn la 2600
Peste 2600
pn la 3800
Peste 1380
pn la 5400
Peste 5400
pn la 6300
Adaosuri de prelucrare , mm
Pn la 100
Sus
Jos
Lateral
4,5
3,5
Peste 100
pn la 200
Sus
Jos
Lateral
4,5
3,5
5,5
4,5
Peste 200
pn la 300
Sus
Jos
Lateral
4,5
3,5
5,5
4,5
6,5
4,5
Peste 300
pn la 500
Sus
Jos
Lateral
5,5
4,5
6,5
4,5
7,5
5,5
8,5
5,5
Peste 500
pn la 800
Sus
Jos
Lateral
6,5
5,5
7,5
5,5
8,5
5,5
9,5
6
10
6
Peste 800
pn la 1200
Sus
Jos
Lateral
7,5
5,5
8,5
6,5
9,5
6,5
10
7,5
11
7,5
12
8,5
Peste 1200
pn la 1800
Sus
Jos
Lateral
9,5
6,5
10
7,5
11,5
7,5
12
8,5
13
9,5
13,5
10
14,5
10
Peste 1800
pn la 2600
Sus
Jos
Lateral
9,5
7,5
10
8,5
11
8,5
12
9,5
13
10
13,5
11
14,5
11
15,5
11
Peste 2600
pn la 3800
Sus
Jos
Lateral
11
8,5
11
9,5
12
9,5
13
10
13,5
11
14,5
12
15,5
12
16,5
13
16,5
13,5
Peste 3800
pn la 5400
Sus
Jos
Lateral
12
9,6
12
10
13
10
13,5
11
14,5
12
15,5
13
16,5
13
18
13,5
18
14,5
20
16,5
Peste 5400
pn la 6300
Sus
Jos
Lateral
13,5
11
13,5
12
13,5
12
14,5
13
15,5
13,5
16,5
14,5
18
14,5
20
15,5
21,5
26,5
23,5
17
25
20
Se evita michiile ascutite din urmatoarele motive:
muchiile intrioare reporezinta postiuni unde au loc concentrari de rensiune , fapr pentru care in aceste locuri pot aparea usor fisuri
cu cat raza de racordare a muchiilor interioare este mai mare cu atat pericolul aparitiilor fisurilor este mai mult inlaturat
la intersectia a doi pereti se pot produce retasuri ca urmare a formarii nodurilor termice
retasurile se produc spre muchia interioara a inbinari
-Ac - adaosuri de contracie. Stabilirea acestuia se face n funcie de natura materialului de turnat;
INTOCMIREA DESENULUI MIEZULUI
ntocmirea desenului cutiilor de miez se face innd cont de configuraia interiorului piesei brut turnate care indic numrul i forma miezurilor.
Alegerea planului de separaie se face innd cont de urmtoarele recomandri:
s fie, pe ct posibil, plan de simetrie;
s fie, pe ct posibil, un plan drept;
s fie situat n poziie orizontal;
s conin suprafaa cea mai mare a piesei.
Stabilirea adaosului de contracie, se face utiliznd formula:
+
=
100
1
k
p
d
m
d
(mm)
unde: dm dimensiunea modelului;
dp dimensiunea piesei;
k contracia liniar
Acest procedeu permite obinerea de piese cu configuraie simpl sau complex , n serie mare sau mas , o precizie dimensional
08
,
0
mm sau
1
,
0
mm; o calitate a suprafeei bun ( Ra
2
,
3
(m ) , permite obinerea de piese cu grosimea peretelui de 0,75 1 mm cu guri interioare (
75
,
0
mm filetate sau nefiletate .
La acest procedeu metalul sau aliajul lichid se introduce prin cdere liber .
Forma permanent poart uzual numele de cochil i este confecionat din aliaje de Al , rezistnd pn la 70.000 turnri sau fonte aliate 150.000 turnri .
Pentru productia de serii este recomandat sa se foloseasaca miezuri
PROIECTAREA SI CONSTRUCTIA COCHILEI
Rentabilitatea formarri pieselor in forme metalice nu pot fii asigurate decat in cazul in care atinge duritatea minima a formelor metalice intocmirea desenului cavitatii de turnare se face pornind de la desenul piesei brut turnate tinandu-se sema de valorile adaosurilor de contractie.
Cochila reproduce forma si configutaria piesei turnate , la dimensiunile majorate corespunzator cu valoarea contractiei liniare a materialului turnat .
Modificarea volumului si implicit a dimensiunilor , care are loc la incalzirea sau racirea aloajului metallic , nu poare fii evitata ea avand ca urmare a proprietatilor fizice specifice fiecarui aliaj .
Materialul din care se face cochila este in general din calitate superioara pentru ca sa reziste la actiunea coroziva a letalului turnat si la temperaturele ridicate ale acestuia .
ntocmirea desenului modelului se face pornind de la desenul piesei brut turnate inndu-se seama de valorile adaosurilor de contracie i de numrul i forma mrcilor;
ntocmirea desenului cutiilor de miez se face innd cont de configuraia interiorului piesei brut turnate care indic numrul i forma miezurilor.
CAVITATEA DE TURNARE PENTRU PIESA
BUCSA CULISANTA
O grosime mare a peretelui duce la acumularea mare de caldura in partea interioara a formei , cauzand aparirtia tensiunilor termice si fisurarea formei , iar grosimea prea mica a peretelui duce la deformarea si oxidarea acestuia.
Piesele se aseaza vertical iar alimentarea cavitati generatoare a piesei se face in sifon .
Evacuarea gazelor din cavitatea formei metalice se face prin rasuflatori , a caror amplasare este similara celor folositi la formele temporare .
Rasuflatori se executa de forma tronconica cu baza in planul de separatie , avand sectiunea ovala , pentru a usura extragerea din forma .
Dimensiunile rasuflatorilor se face punanad conditia ca viteza de evacuare a gazelor sa fie superioara vitezei de umplere a cavitatii formei de turnare .
Constructia cochilei trebuie sa asigure inchiderea sigura si etansa .
Cochila in acest caz sa realizat din doua semicochile articulate cu balamale si incuietoare
Evacuarea gazelor din cavitatea formei metalice se face prin rasuflatorii, a caror amplasare este similara celor folosite la forme temporare .
Rasuflatorii se executa de forma tronconica cu baza in planul de separatie , avand sectiunea ovala, pentru a usura extragerea din forma .
Dimensiunile rasuflatorilor se face punand conditia ca viteza de evacuare a gazelor sa fie superioara vitezei de umplere a cavitatii formei de turnare .
Constructia cochilei trebuie sa asigure inchiderea etansa .
Cochila in acest caz sa realizat din doua semicochile articulate cu balamale si ncuietoare
Materialul din care se face cochila este in general de alitate superioara pentru a putea rezista la actiunea coroziva a materialului turnat si la temperaturile ridicate ale acestuia .
In desenul de mai jos sunt reprezentate cu :
1) cavitatea de turnare
2) rasuflatorii
3) canalul de alimentare
4) piciorul palniei de turnare
5) palnia de turnare
6) miezul metallic
7) dispozitiv de ghidare
x-x plan de separatie
PREINCALZIREA FORMEI TEMPORARE
La turnare diferitele aliaje in forme metalice , prin cadere libera , acestea din urma trebuiesc preincalzire la temperature corespunzatoare aliajului turnat .
La turnari repetate formele metalice ajung la temperature de regim corespunzator marimii pieselor si aliajului din care acesta se toarna
PROTECTIA SUPRAFETELOR DE LUCRU ALE COCHILEI
Foarte important pentru calitatae pieselor turnate in forme metalice cat si pentru viata acestora , este acoperirea suprafetei active a formei metalice cu paste de protectie si vopsele reflactare
Cea mai uzuala vopsea de protectie se compune din : o parte silicat de sodium si doua parti de caolin colloidal , in suficienta apa pentru a permite aca vobseaua sa fie sprituita
ELABORAREA ALIAJULUI , TRANSPORTUL SI ALIMENTAREA COCHILEI
Topirea materialului necesar in vederea turnarii pieselor se realizeaza in ateliere de topitorie .aici se desfasoara mai multe operatii tehnologice de baza si anume:
alcatuirea incarcari metalice necesare cuptorului de topire
topirea metalului sau aliajului si prelucrarea lui din punct de vedere metallurgic
mentinerea lui in stare lichida
turnarea
TURNAREA PROPRIUZISA
Dupa asamblarea smicochilei si topirea otelului , metalul este turnat in forma .]
Otelul topit ajunge in cavitatea de turnare 1 prin palnia 5 , piciorul palniei 4 si canalele de alimentare 3 .
Turanarea otelului se face in majoritatea cazurilor prin deschiderea orificiului oalei de turnare , acoperit la inceput cu un dop refractar manevrat din exterioruloalei cu ajutorul unui system de parghii .
In cazul pieselor mici , turnate pe conveior se folosesc oale de tuirnare intermediare.
Acest system asigura o turnare mai linistita si cu o presiune a jetului mai redusa.
Din punct de vedere al temperature la care se toarna otelule cu 2% -4%C .
Urmeaza perioada de solidificare in care piesele sunt mentinute un anumit timp in cochila.
EXTRAGEREA PIESEI DIN COCHILA
Ca urmare a solidificarii pieselor in formele de turnare , dupa perioada de mentinere precizata mai sus se trece la extragerea acesteia din cochila
Rezulta piesa brut turnata cu urme ale retelei
Indepartarea retelei de turnare
Curatirea piselor turnate se face in scopul indepartari retelei de turnare si maselotelor , a bavurilor si a altor proeminente aparute pe piesa , in mod nedorit , in procesul de turnare , precum si stratului de arsura format eventual in procesul de tratament termic
Operatia de curatire poate fi manuala sau mecanizata , dupa specificul pieselor turnate , caracterul procesului tehnologic si gradul de mecanizare al turnarii
Curatirea manuala a pieselor se face cu ajutorul periilor de otel si al al daltilor de mana , procedee aplicate in present numai in turnatoriile mici de metale neferoase.
Daltile pot fii actionate si mecanic, prin intermediul unui ciocan pneumatic cu masa de 5 kg cu un consum de aer de 0,5 m3/h
Productivitatea ciocanelor pneumatice cu data, la operatiile de curatire inclusive debavurarea este de 50 la 250 kg/h la piesele din otel si de 50 la 700 kg/h la piesele de fonta , in functie de greutatea si configuratia pieselor turnate .
Curatirea mecanica se realizeaza cu ajutorul unor utilaje specializate , care pot fi grupate astfel:
utilaje de taiat retele de turnare si maselote
utilaje de debavurat si polizat
utilaje de curatire
Ele sunt construite in mai multe variante si otipodimensiuni , functie de caracteristicile productiei de piese turnate.
TRATEMENTE APLICATE PIESELOR TURNATE
Piesele turnate din otel carbon au in stare brut turnata o structura necorespunzatoare , caracteristici mecanice scazute ,tensiuni interne termice si structurale ca urmare a raciri in forma , a taierii maselotelor si remediile prin sudare .
Otelurile carbon turnate in piese se deosebesc de otelurile forjate sau laminate si printr-o temperatura mai ridicata a punctului Ac3 datorita continutului mai mare de Al si Si , fapt ce influenteaza alegerea temperaturilor de incalzire pentru tratamentul termic .
La piesele turnate din carbon se aplica in practica urmatoarele tipuri de tratamentul termic .
Reciacerea de inmuiere consta in incalzirea pieselor cu viteze maxime 100 de grade C/h pana la temperature de 600 +- 10 , unde se mintin 1 ora pentru fiecare 25 de mm grosime de perete.
CONTROLUL FINAL
Controlul pieselor turnate se refera atata la controlul nedistructiv.
Prin acest control se urmareste inlaturarea pieselor care nu corespunde conditiilor tehnice impuse .
Prin acest control se uranareste ilaturarea pieselor ce nu corespund conditiilor tehnice impuse.
Controlul doimensional se realizeaza in scopul verificari cotelor precizate pe desenl piesei brut turnate din figura de mai sus
Controlul nedistructiv urmareste depistarea defectelor de intrior specifice pieselor turnate : sulfuri , retasuri interioare , fisuri , crapaturi , aetc.
Aceasta se realizeaza cu una sau mai multe metode de control nedistructiv ()ultrasunete , radiatii pentrante , pulberi magnetice , etc), functie de dotarea inteprinderi sau scopulurmarit .
MARCAREA CONSERVAREA , DEPOZITAREA ,
AMBALAREA SI LIVRAREA
Deoarece piesele turnate BUCSA CULISANTA au dimensiuni reduse , acestea vor fii ambulate in cutii de lemn , mai multe bucati .
Depozitarea lor , pana la trimiterea la beneficiar va fii facuta in locuri uscate , ferrite de umiditate .
OBTINEREA PIESEI SEMIFABRICAT
PRINTR-UN PROCEDEU DE
DEFORMARE PLASTICA
Piesa semifabricat BUCSA CULISANTA se poate obtine prin laminare , extrudare sau matritare .
Deformarea plastica este metoda de prelucrare dimensionala fara aschiere prin care , in scopul obtineri unor semifabricate sau produse finite , se realizeaza deformarea permanenta a materialelor fara fisurare , prin alicarea fortelor exterioare .
Pentru obtinerea piesei semifabricat BUCSA CULISANTA printr-un procedeu de deformare plastica , sa obtat pentru obtinerea prin matritare , deoarece procedeul se aplica la prelucarea pieselor mici cu configuratie simpla si complexa in productie de serie si masa , conditii care sunt indeplinite de piesa BUCSA CULISANTA
OBTINEREA PIESEI SEMIFABRICAT PRIN MATRITARE
Pentru obtinerea piesei semifabricat BUCSA CULISANTA printr-un procedeu de defoarmare plastica sa obtat pentru operatia de matritare , deoarece procedeul se aplica la pre;lucrarea pieselor mici (pana la 300 kg ), cu configuratie simpla si complexa , in productie de serie si masa , conditii indeplinite si de aceasta piesa.
TEHNOLOGIA MATRITARI
Pentru obtinerea piesei semifabricat prin procedeul de matritare trebuie parcurse uramatoarele etape :
a)stabilirea rolului functional al piesei se foloseste analiza morfofunctionala a suprafetelor dar pentru ca am facuto pentru realizarea piesei prin turnare la acest capitol nu o vom mai reface
b)alegerea materialului obtim pentru confectionarea pisei se face folosind analiza mofofunctionala a suprafetelor
c)intocmirea desenului piesei brut matritate desenul pisei matritate se intocmeste pe baza desenului pisei finite la care se prevad adaosurii de prelucrare , adaosuri tehnologice , adaosuri de inclinare si raze de racordare
Matriarea este procedeul de deformare plastic la cald sau la rece la care materialul este obligat s ia forma si dimensiunile cavitaii prevzute in scula de lucru n funcie de configuraia pieselor ce trebuiesc executate.
Procedeul se aplic la prelucrarea pieselor mici (pn la 300kg) de configuraie complex, in producia de serie mic i mas.
Scula n care are loc deformarea poart denumirea de matri. n raport cu forjarea liber se asigur urmtoarele avantaje:
- productivitate ridicat,
consum de metal redus,
calitatea suprafeei ridicat
precizia de prelucrare bun, posibiliti de obinere a unor piese complicate,
volum de munc mic si manopera simpl, pre de cost redus.
Dezavantaje:
- costul ridicat al matrielor,
greutatea limitata a produselor din cauza forelor mari de presare pentru deformare,
necesitatea unor operaii suplimentare
(debavurare,calibrare).
Clasificarea matriarii se face dup urmtoarele criterii:
1. Dup temperatura de execuie:(la cald sau la rece
2. Dup modul de deformare in matri: (matriarea cu bavur (deschis); matriarea fr bavur (nchis)
3. Dup tipul utilajului de lucru: - matriarea la ciocan,
- la prese, la maini specializate
Tehnologia matririi
Cuprinde urmtoarele operaii de baz:
1) Stabilirea rolului functional al piesei
Se foloseste analiza morfofunctioala a suprafetelor dar deoarece am ami executato pentru turnare va ramane aceeasi deaoarece piesa noastra nu se schimba .
2) Alegerea materialului obtim pentru confectioanrea piesei aceasta etapa se face folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor.
Calitatea materialelor folosite la realizarea unei piese sau a unei maini, utilaj sau aparat, mpreuna cu concepia de proiectare i tehnologia de fabricaie, determin nivelul performanelor tehnico-economice pe care piesa le poate atinge.
De aceea se constat n prezent pe plan mondial o sporire continu a preocuprilor pentru o utilizare ct mai raional a materialelor, avnd ca obiectiv principal creterea eficienei si competitivitii mainilor, utilajelor i aparatelor.
O alegere optima a unui material pentru o anume destinaie este o prolem deosebit de complex ce trebui rezolvat de proiectant( n principiu acesta nsemnnd alegerea acelui material care ndeplinete cerinele minime de rezisten i durabilitate ale piesei n condiiile unui pre de cost minim si a unei fiabiliti sporite.
Tendina de a alege materiale superioare cerinelor minime de rezisten i durabilitate ale piesei este inadecvat din punct de vedere economic i nu contribuie la creterea performanelor tehnice ale produsului n care este nglobat piesa respectiv.
3)Intocmirea denului piesei brut matritate
La ntocmirea acestuia se ine seama de funcionalitatea piesei, iar execuia se face pe baza piesei finite (prelucrat mecanic dac este cazul), urmrindu-se apropierea maxim a geometriei i dimensiunilor fa de piesa finit n vederea reducerii consumului de metal si volumului de munc.
Execuia cuprinde urmtoarele faze:
Alegerea planului de separaie: se face n funcie de nchiderea matriei i corespunde urmtoarelor cerine: scoaterea uoar a piesei din matri, umplerea complet a locaului matriei, repartizarea simetric a piesei n cele dou semimatrie
Adaosul de prelucrare se noreaza cu Apsi este prevazut pe toate suprafetele a caror precizie dimensionala si rugozitate nu pot fi obtinute direct din forjare libera .
Marimea adaosului de prelucrare si abaterile limita la semifabricarele forjate liber se stabilesc in functie de dimensiunile transversale si de lungimea maxima a piesei finite precum si de tipul piesei.
Poprnim de la desenul piesei finite care este reprezentat mai jos :
De remarcat este faptul ca pe suprafetele in contact direct cu scula adaosul de prelucrare este mai mic si este aproximativ egal cu precizia de prelucrare prin acest procedeu. Pentru celelalte suprafete adaosul va fi mai mare deoarece semifabricatul sufera o deformare a formei acestuia , sau se deformeaza liber.
Deformarea plastica a materialului are loc in cavitatea matritei formata , in majoritatea cazurilor , din doua parti distincte numite semimatrite.
Schemele de principiu a procedeului de matritare se prezinta in figura de mai jos .
Deoarece deformarea plastica a materialului se face prin curgerea conditionata a acestuia de peretii semimatritelor , procedeul prezinta , in comparative cu forjarea libera , uramatoarele avantaje :
a) permite obtinerea unor piese de configuratie complexa;
b) consum redus de material si manopera , deoarece pierderile prin deseuri sunt foarte mici
c) precizie dimensionala , de forma si de pozitie mul mai buna ;
d) calitatea suprafetelor matritate este mai superioara
e) productivitate ridicata ;
procedeul prezentat si unele dezavantaje care decurg in general din costul ridicat al matritelor si la utilajelor necesare mentionandu-se:
f) greutatea limita a pieselor matritate (0,01 . 1000)
g) dimensiunile de gabarit limitate (dimensiunea maxima mai mica de 1000 mm )
h) necesita realizarea unui numar mare de produse de acelasi fel
alegerea procedeului de obtinere a unei piese prin forjare libera sau prin forjare in matrita se face luand in considerare , in primul rand , urmatoarele:
1) numarul de piese identice necesare a fii realizate
2) precizia dimensionala
3) de forma si de pozitia ceruta
4) caliatatea suprafetelor
5) configuratia geometrica
6)dimensiunile de gabarit
Stabilirea adaosurilor de prelucrare pentru calitatea suprafeei i a toleranelor de dimensiuni
Pentru stabilirea adaosului de prelucrare si abaterile limita la piesele matritate sunt necesare urmatoarele date :
a) masa piesei matritate , care se calculeaza dupa ce sa stabilit tehnologic forma pisei matritate in functie de marimea si complexitataea piesei finite;
- planul de separatie , pentru piesele matritate pe prese ;
- calitatea carbonului utilizat xare poate fii otel cu continut mic de carbon (< 0.65%) si cu Cuma elementelor de aliere (Mn , Ni , Cr , V si W)mai mica de 5% - grupa M1 ; otelul cu continut de carbon mai mare de 5% - grupa M2; elemente de aliere ((Mn , Ni , Cr , V si W ) maimare de 5% -grupa M2
- complexitatea formei piesei matritate , exprimata prin factorul F care se determina cu relatia:
F = mp
mH in care :
mp = masa piesei matritate
mH = masa corpului geometric format cu dimensiunile maxime ale piesei .
Se deosebesc patru grupe :
F1 cu 1 = 0, 63 .. 1,0
F2 cu 2 = 0, 23 .. 0.63
F3 cu 3 = 0, 16 .. 0.32
F4 cu 4 = 0, 0 .. 0.16
Deoarece cu ajutorul sectiuni nu se poate bserva clar toate volumele am facut si o vedere a piesei :
Pentru piesa bucsa culisanta , avand in vedere rolul functional al piesei si solicitarile la care este supusa in exploatare , materialul obtim rezulatat a fost OLC 45 .
In functie de canlitatea otelului utilizat piesa se incadreaza in grupa M1oteluri cu continut de carbon mai mic de 0.65% si cu suma elementelor de aliere ma mica de 5%
Sa pornit sa se calculeze masa piesei finite .aceasta a fost impartita cu aproxiamtie in elemente geometrice simple conform figuriilor de mai sus carora le vom calcula volumul :
Acum calculam volumul piesei finite :
Vpf = V1- V2-V3-V4-V5-V6-V7-V8
V1= 3,14*20 2 *60
=75398,223
V2=4*15*7
= 420
V3=3.14*10 2 *18
=5654.8
V4=3.14*16 2*11
=8846.72
V5=3.14*17 2 *3
=2723.7
V6=3.14*15 2 *22
=15550
V7+8=3.14*3.5 2 *4
=153.9
in concluzie avem:
Vpf = V1- V2-V3-V4-V5-V6-V7-V8
= 75398,223 420 -5654.8- 8846.72 -2723.7- -15550- 153.9
= 42049,12
cunoscand ca densitatea otelului este de :
p=7085kg/dm 3
se determina masa piesei finite conform relatiei :
mpf = V* p
si va rezulta :
mpf = 0.04049*7.85
= 0.33 kg
In concluzie piesa noastra are masa de aproximativ 300 g care este destul de real avand in vedere dimensiunile de gabarit maxime ale piesei
Si eventual golurile interioare cu care este prevazuta piesa.
Pentru semifabricatul matritat a carei forma a fost stabilita tehnologic seprocedeaza in mod similar
Se va imparti piesa brut matritata in volume cat mai simple pentru ai putea calcula cat mai bine masa .
n procesul de matriare se utilizeaz urmtorii lubrifiani:
Rumeguul de lemn umezit cu ap
Uleiuri minerale
Ap srat
Grafitul fin mcinat dispersat n ap
Sticla solubil
Reuita matririi depinde de proiectarea corect a piesei pentru matriat. Pentru aceasta este bine s se respecte urmtoarele principii de proiectare:
b. ntocmirea desenului piesei matriate. La ntocmirea acestuia se ine seama de funcionalitatea piesei, iar execuia se face pe baza piesei finite (prelucrat mecanic dac este cazul), urmrindu-se apropierea maxim a geometriei i dimensiunilor fa de piesa finit n vederea reducerii consumului de metal si volumului de munc.
c. Execuia cuprinde urmtoarele faze:
Alegerea planului de separaie: se face n funcie de nchiderea matriei i corespunde urmtoarelor cerine: scoaterea uoar a piesei din matri, umplerea complet a locaului matriei, repartizarea simetric a piesei n cele dou semimatrie
Stabilirea adaosurilor de prelucrare pentru calitatea suprafeei i a toleranelor de dimensiuni
Stabilirea nclinrilor de matriare. Suprafeele laterale ale pieselor matriate, paralele cu direcia de matriare, se execut nclinat pentru a se asigura umplerea mai uoar a cavitii i o extragere mai bun a piesei din cavitate. nclinrile exterioare se aleg cu circa 3040% mai mici dect cele interioare. Valorile nclinrilor se aleg din tabele.
Stabilirea razelor de racordare necesare pentru umplerea corespunztoare a cavitaii matriei, evitarea crpturilor n zona muchiilor ascuite i micorarea solicitrilor mecanice
Aplicarea amprentelor n locul n care piesa prezint constructiv guri.
ntruct ele nu pot fi complet ptrunse, n locul lor se realizeaz adncituri
Adnciturile sunt separate ntre ele printr-o bavur interioar sau timpan Eliminarea lor se face dup matriare prin operaia de debavurare.
Stabilirea nclinrilor de matriare. Suprafeele laterale ale pieselor matriate, paralele cu direcia de matriare, se execut nclinat pentru a se asigura umplerea mai uoar a cavitii i o extragere mai bun a piesei din cavitate. nclinrile exterioare se aleg cu circa 3040% mai mici dect cele interioare. Valorile nclinrilor se aleg din tabele.
Stabilirea razelor de racordare necesare pentru umplerea corespunztoare a cavitaii matriei, evitarea crpturilor n zona muchiilor ascuite i micorarea solicitrilor mecanice
Aplicarea amprentelor n locul n care piesa prezint constructiv guri.
ntruct ele nu pot fi complet ptrunse, n locul lor se realizeaz adncituri Adnciturile sunt separate ntre ele printr-o bavur interioar sau timpan Eliminarea lor se face dup matriare prin operaia de debavurare.
Avand piesa matritata de mai sus ii vom calcula volumul , astfel o vom imparti si pe ia in volume simple ;
Se poate observa cu usurinta din desenul de mai sus ca piesa matritata este formata doar din 2 volume si va rezulta :
Vp = V1- V2
V1= 3.14 * 23*23*68
= 113009.4
V2 = 3.14*8*68
= 1709.7
Vp = V1- V2
=113009.4-1709.7
= 111299.7
mp = 0.111299*7.85
= 0.873
Piesa matritada va avea o masa ceva maimare decat masa piesei finite dupa cum se observa si din calcule ia va fii de aproximativ 900 g
Piesa poate fii incadrata intr-un cilindru al carui dimensiuni maxime sunt 48x66
Volumul acestuia este :
VH = 3.14*24*24*66
= 119430
mH = 0.119430*7.85
= 0.937
complexitatea de forma a piesei matritate se exprima prin factorul
F = mp
mH
F = 0.873
0.937
F =0.931
F1 cu 1 = 0, 63 .. 1,0
Este cuprins in valoarea de mai sus
Deci in concluzie: piesa se incadreaza in functie de complexitatea de forma , in grupa F1.
Pentru aceasta piesa matritata cu greutatea maxima de aproape iun kilogram si dimensiunea maxima de 68 mm , clasa de matritare 2 calitatea otelului M1 , grupa de complexitate F1 si prelucarea mijlocie prin aschiere , adaosul de prelucrare este de 1,6 mm
adaosuri tehnologice At pe toate suprafeele care nu au rezultat prin forjare liber i n scopul simplificrii constructive a formei piesei ;
Pentru piesa noastra adaosurile tehnologice se sunt puse pe toate suptafetele unde va trenui sa executam gauri si pe suprafetele care nu pot fi executate prin matritare .
- adaosuri de debitare Ad pe toate suprafeele de separaie ;
adaosuri prin raze de racordare Rc pe toate suprafeele de racordare ;
mrimea acestor adaosuri depinde de dimensiunile piesei finite, iar valorile lor sunt date n STAS uri.
adaosuri de inclinare la suprafetele matritate care se prelucreaza , inclinatiile de matritate si razele de racordare se aplica de regula la cotele nominale marite cu valorile adaosului de prelucrare .
La suprafetele matritate care nu se prelucreaza , inclinatiile de matritare si razele de racodare se aplica la cotele nominale , iar valorile acestora trebuiesc sa fie mentionate , in acest sens , in desenul piesei finite .
Valorile inclinarii de matritare conforma tabelului STAS 7670-8 sunt pentru piesele matritate de masini de forjat orizontal , date de = 10
Inclinatiile de matritare sunt dimensiuni suplimentare la dimensiunile nominale ale piesei , dac ele nu sunt determinate de forma constructiva a piesei.
Rolul inclinatiilor si al razelor de racordare este de a facilita extragerea usoara a piesei din matrita .
Urmatoarea etapa ce trebuie facuta in prioectul nostril este :
Masa total a semifabricatului brut forjat este data de expresia :
MSf=mPf+ma+mAp+mAt+mRc +mcb+me
unde :
mSf : masa total a semifabricatului brut forjat ;
mPf : masa piesei finite ;
ma : masa pierderilor prin arderea materialului ;
mAp: masa pierderilor cu adaosurile de prelucrare ;
mAt : masa pierderilor cu adaosurile tehnologice ;
mRc : masa pierderilor prin raze de racordare
mcb : masa pierderilor cu capetele de bavura ;
me : masa pierderilor cu epruvete ;
Masa pierderilor prin ardere este cuprinsa intre 1......3% din masa piesei finite .
Masa piesei finite este :
mPf = 0.33 kg
ma =0.0056
map =0.083
mat=0.04
m rc=0.0005
sa luata Mcb=0 , deoarece la matritarea pe masini de forjat orizontal , se executa fara canal de bavura.
Inlociund valorile de mai sus vom obtine :
MSf=mPf+ma+mAp+mAt+mRc +mcb+me
MSf=0.33 +0.0056+0.083+0.04+0.0005
= 0.4591
ALEGEREA SEMIFABRICATULUI INITIAL
Se face functie de configuratia geometrica a piesei matritate
Pentru piesa bucsa culisanta sa ales un semifabricat de sectiune cilindru .
Alegera semifabricatului initial se face in functie de configuratia geometrica si dimensiunile de gabarit ale piesei forjate , astfel:
-lingouri, pentru piesele cu masa si dimensiuni mari
-prelaminatele , pentru piesele de dimensiuni si masa mijlocii;
-bare cu profile simple, pentru piesele de dimensiuni si mase mici;
Ca semifabricate initiale pentrumatritare libera se folosesc semifabricate laminate , pentru piesele de dimensiuni mari , piesele de dimensiuni medii, sau semifabricate laminate pentru piesele de dimensiuni mici.
DEBITAREA SEMIFABRICATULUI LA DIMENSIUNI
In sectiile sau atelierele de debitare s-au utilizat mai multe metode de debitare, cele mai des folosite fiind :
a) debitarea prin forfecare
b) debitarea cu ferastraul
c) debitarea prin rupere
d) debitare cu flacara
pentru alegerea procedeului obtim de debitare trebuie sa se aiba in vedere in primul rand doratea cu care este prevazut atelierul , iar in al 2 rand economicitatea procesului analizata prin prisma realizarii unor semifabricate corespunzatoare
Comtrolul initial
Pentru a inlatura anumite piese care au unele defecte se va executa controlul initial .Controlul initial este un control nedistructiv pentru a depista eventualele defecet interioare Se folosesc pentru control diferite metode alese in functie de dimensiunile de gabarit , starea suprafetei si posibilele defecte care pot fi detectate.
Se utilizeaza metodele de control:
a) metoda de controll cu ultrasunete
b) metoda de control cu lichide pentrante
c) metode de control cu pulberi magnetice
d) metoda cu curenti turbionari
e) metoda de control prin emisie acustica
f) metoda de control prin termografiere in inflarosu
PREGATIREA SEMIFABRICATULUI IN
VEDEREA TURNARI
Pregatirea semifabricatului in vederea matritari se face in functie de natura materialului de forjat si starea suprafetei semifabricatului initial. Aceasta pregatire consta in curatirea , decaparea si degresarea suprafetei semifabricatului initial;
TRATAMENTUL TERMIC INITIAL
In scopul inbunatatiri deformabilitati deformatiile materialului semifabricatului se poate efectua cu tratament termic de recoacere de inmuiere
Recoacerea de inmuiere sau globulizarea se poate realiza in mai multe variante.
O incalzire corecta se alege prin :
Scurtarea timpului de incalzire pana la atingerea temperaturi obtime de inceput de deformare
Procedeul cel mai simplu de recoacere este incalzirea pana la temperatura sub punctul AC1 , de pe diagrama de echilibru Fe-C de obicei este cuprins intre valorile 680 si 720 de grade,si se va mentine timp de 2-10 ore si racire lenta cu cuptorul.
Tratamentul termic initial este facut in scopul cresteri proprietati de plasticitate ale materialului de matritat .
Se alege de regula recoacerea de inmuiere sau normalizare in functie de natura materialului de matritat.
INCALZIREA SEMIFABRICATULUI IN VEDEREA
MATRITARII
]
In vederea matritarii, materialele metalice trebuie ca sa aiba o deformabilitate ridicata.
Aceast lucru impune ca plasticitatea materialului sa fie maxima , iar rezistenta la deformare minima.
Pentru atingera acestui deziderat semifabricatele descinate matritari se preincalzesc .
Pentru stabilirea regimului termic la matritari trebuiesc determinati urmatorii parametri :
a) temperatura de inceput de deformare
b) tempartura de sfarsit de deformare
c) viteza de incalzire
d) durata de mentinere si mediul de incalzire
Matritarea este un procedeu de deformare plastica care se poate realiza la cald sau la rece.prin deformare la cald fortele necesare procesului se reduc considerabil.
In general procesul de incalzire trebuie sa asigure obtinerea temparaturi de inceput de deformare , uniform raspandite pe intreaga sectiune a semifabricatului , in minimum de timp si fara sa provoace fisuri sau crapauri in material
Otelurile carbon obisnuite , in cazul materialului piesei noaster se recomanda a se deforma in domeniul solutiei solide .
Temperatura de inceput de deformare este determinatata de temparatura de topire , iar cea de sfarsit de deformare , este determinata de zona transformari fazei gama in faza alfa.
ALEGEREA UTILAJULUI DE INCALZIRE
Se face functie de valorile parametrilor regimului de incalzire si functie de natura semifabricatului, marimea valorilor parametrilor regimului de incalzire , productivitatea ce se vrea realizata .
In tara noastra se folosesc cel mai mult instalatii de incalzire cu curenti de inductie si cuptoare de incalzire cu combustibili lichizi si gazosi.
Tinand cont de configuratia piesei si de forta necesara matritari se alegfe pentru matritare o o presa hidraulica , acestat putatd executa forte mari de 1500 .... 800000 kN
Presele hidraulice prezinta urmatoarele avantaje:
dezvolta forte mari ce nu depinde de pozitia traversei, respectiv a semimatritei superioare , nu consuma energie in sabota sau fundatie , permite deformarea unor semifabricate cu dimensiuni mari , viteza de lucru a sculelor poate fii mentinuta aproximativ constanta pe intreaga cursa de lucru poseda mase deplasabile , pot executa deformari pe o cursa mare de pucru etc.
Printre dezavantaje enumeram:
au productivitati scazute
contactul indelungat dintre matrite si material conduce la racirea rapida a materialului si deci la cresterea rezistentei lui la deformare
deformarea are loc la o singura cursa ceea ce impune ca semifabricatele sa aiba pe suprafata oxizi care s-ar imprima ulterior in piesa
MATRITAREA PROPRIUZISA
Dupa cum am zis mai sus vom face o matritere pe masini de forjat orizontal
fazele procesului de matritare pe masini de forjat orizontal sunt prevazute mai sus si cuprind :
1) opritor
2) matrita fixa
3) matrita mobile
4) semifabricat matritat
5) semifabricat initial
6) poison
DEBAVURAREA
Se face de obicei pe mtrite de debavurat in functie de configuratia geometrica a piesei .
La acesta piesa nu este cazul , deoarece matritarea se face pe matrita fara bavura.
INDREPTAREA PIESEI MATRITARE
Se face pe matrite de indreptat laturandu-se eventualele defecte locale aparute anterior
CALIBRAREA PIESEI MATRITATE
Se executa in vederea cresterii preciziei dimensionale . se poate face pentru cresterea preciziei unei dimensiuni , sau pemtri cresterea tuturor dimensiunilor
Dupa operatia de debavurare sau de defirmare sau chair uneori dupa racirea pieselor matritate , conturul acestora sufera modificari datorita unor factori ce actioneaza asupra lor.
Printre acestea se enumera :
solicitarile mecanice
tensiuni structurale
tensiuni tremice provocate de racirea neuniforma .
Scopul redresarii si calibrarii consta in redarea formei piesellor conform desenului tehnologic .
TRENAMENTUL TERMIC FINAL
Este un tratament de inbunatatire (calire + revenire ) materialul fiind un otel de inbunatatire OLC 45 . se vor trata suprafetele exterioare la 54 -56 HRC
CURATIREA PIESEI
Se face in vederea departarii eventualolor urme de oxizi ramase pe suprafata piesei matritate . In cazul pieselor de dimensiuni mici se face in tobe rotitoare .