UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI

FACULTATEA DE TRANSPORTURI

DEPARTAMENTUL AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT F.R.A

ELEMENTUL POMPEI DE INJECTIE IN LINIE

Cadru didactic indrumător: Student: Matei Alexandru Prof. Bejan N. Grupa 8401 B

București

2012

CUPRINS:

CAP 1. Analiza condiţiilor tehnico-funcţionale şi a tehnologicităţii piesei şi stabilirea tipului sistemului de producţie 1.1 Analiza rolului functional, a condiţiilor tehnice impuse piesei finite şi a tehnologicităţii acesteia1.1.1Rolul functional şi solicitările piesei1.1.2 Condiţiile tehnice impuse piesei prin desenul de execuţie1.1.3 Alegerea tehnologicitaţii construcţiei piesei 1.2 Alegerea justificată a materialului pentru execuţia piesei 1.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice1.3.1. Calculul fondului anual real de timp (Fr) :1.3.2 Calculul planului productiei de piese1.3.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice1.3.4 Stabilirea preliminara a timpului de productieCAP.2 Alegerea variantei optime a metodei si procedeului de obţinere a semifabricatului 2.1 Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime. 2.2.Stabilirea preliminară a adaosurilor de prelucrare şi executarea desenului semifabricatului 2.4 Intocmirea planului de operaţii pentru executarea semifabricatuluiCAP.3 Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica si control a piesei 3.1Analiza proceselor similare existente. 3.2. Analiza posibilitatilor de realizare a preciziei dimensionale si a rugozitatii prescrise in desenul de executie. 3.3 Stabilirea succesiuni logice a operatiilor de prelucrare mecanica si tratament termic si control 3.4. Alegerea utilajelor si instalatiilor tehnologice 3.5. Adoptarea schemelor de bazare şi fixare a pieseiCAP 4. Determinarea regimurilor optime de lucru (de aschiere) si a normelor tehnice de timp 4.1. Determinarea regimurilor optime de aschiere 4.2 Determinarea normelor tehnice de timpCAP.5 Calculul necesarului de forta de munca, utilaje, SDV-uri si materiale 5.1 Determinarea volumului anual de lucrari 5.2 Calculul decesarului de forta de munca si utilaje5.2.1. Fondul anual de timp al muncitorului Fm [ore]5.2.2.Fondul anual de timp al utilajului, Fu [ore]5.2.3. Calculul necesarului de forta de munca – numarul de muncitori mi, la fiecare operatie5.2.4. Calculul necesarului de utilaje 5.3. Calculul necesarului de SDV-uri5.3.1. Calculul necesarului de scule 5.4 Calculul necesarului de materialeCAP 6. Calculul costului de fabricatie a piesei 6.1. Structura generala a costului de fabricatie unitar 6.2. Cheltuieli directe 6.2.1. Cheltuieli cu materii prime si materiale directe 6.2.2 Cheltuieli cu manopera directa 6.3 Cheltuieli indirecte 6.3.1. Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelor 6.3.2. Cheltuieli generale ale sectiei (regia de sectie) 6.3.3. Cheltuieli generale ale intreprinderii (regia generala de intreprindere) 6.4. Calculul pretului piesei

CAPl 1.Analiza condi ţiilor tehnico-funcţionale şi a tehnologicităţii piesei şi stabilirea tipului sistemului de producţie

1.1 Analiza rolului functional, a condiţiilor tehnice impuse piesei finite şi a tehnologicităţii acesteia

1.1.1Rolul functional şi solicitările piesei

Instalaţia de alimentare cu combustibil a unui MAC se compune din doua părţi: sistemul de înaltă presiune sau sitemul de injecţie şi sistemul de joasă presiune. Sistemul de injecţie este alcatuit din pompa de injecţie 1, injectorul 2 şi conductele de legătură 3, numite conductele de înaltă presiune. Sistemul de injecţie trebuie să îndeplinească urmatoarele funţii:

Să dozeze cantitatea de combustibil în funcţie de încărcarea motorului; Sa creeze o presiune ridicată în injector, necesară pulverizării; în raport cu tipul camerei de

ardere, presiunea de înjecţie variază între 100…1000 daN/cm2; Să pulverizeze combustibilul şi să asigure distribuţia lui în camera de ardere, potrivit ceriţelor

de formare a amestecului; Să declanşeze injecţia combustibilului la un moment determinat pe ciclu (un avans de injecţie

de 10…30 RAC), să asigure o durată a injecţiei limitată ( 10..20 RAC la motoarele pentru autovehicule ), să injecteze combustibilul după o lege impusă (caracteristica de injecţie optima);

Să asigure aceeaşi doză de combustibil la toţi cilindri; abaterile de la acest deziderat se evalueaza prin gradul de neuniformitate a distribute combustibilului între cilindri. Dacă m cmax

şi mcmin reprezintă doza maximă primită de unul dintre cilindri, respectiv doza minima primita de altul atunci gradul de neuniformitate se exprimă astfel:

δ=

mcmax−mc min

(mc max+mcmin )/2∗100

(1.1)

Funcţiile de dozare şi refulare a combustibilului la presiuni ridicate sunt preluate de pompa de injecţie; funcţiile de pulverizare şi distribuţie a combustibilului sunt preluate de injector. Celelate funcţii sunt preluate partial de pompă partial de injector. Sistemul de joasă presiune este alcătuit din pompa de alimentare cu combustibil a sistemului de injecţie, filtrele de combustibil 4 şi 5, supapa de siguranţă 6 si conductele de joasă presiune 7, 7’ şi 7’’. Pompa de alimentare este de tipul independent 3, fiind antrenata de arborele de distribuţie care are corpul comun cu pompa de injectie 3’, fiind antrenata de arborele 8 al pompei de injectie; ea deplaseaza combustibilul de la rezervorul 9 la pompa de injecţie la presiune de 3…5 daN/cm3. Filtrele de combustibil asigură filtrarea brută (filtrul 4) şi fină ( filtrul 5) a combustibilului. Supapa de siguranţă menţine în sistem o presiune constantă şi protejează filtrul de suprepresiune. Conductele 7 asigură

legatura între rezervor, pompa de alimentare, filtru şi pompa de injecţie. Conductele 7’ sunt de retur. În timpul funcţionării în sistemul de joasă presiune se formează bule de gaze, de aer sau vapori de combustibil care perturbă sau întrerup alimentarea cu combustibil. Dopurile 9 servesc pentru eliminarea aerului din circuit, la punerea în funcţiune a pompei, iar dopurile inferioare pentru eliminarea impurităţilor. Circulaţia combustibilului dupa schema din fig 1.1 asigură o răcire mai intensă a capului pompei de injecţie şi antrenează bulele de aer şi impurităţile care s-ar depune în canalele pompei de injecţie, deorece debitul livrat de pompa de alimentare trece integral prin corpul pompei de injecţie.

Fig 1.1 Schema funcţională a instalaţiei de alimentare cu combustibil a MAC Pompa de injecţie de tipul cu piston asigură presiunile ridicate cerute pentru o bună pulverizare. În soluţia clasică fiecare cilindru este alimentat separate de catre o pampă individuală. Pentru simplficarea constructiei, toate pompele se unesc într-un corp unic 1 (fig 2); în acest caz, pompa de injecţie reprezintă un ansamblu de elemente de pompă sau elmente refulante 2, care au în comun alimentarea cu combustibil 3, antrenarea cu arborele 4, reglarea automata a turaţiei cu regulatorul 5 şi reglajul dozei de combustibil (sarcina) cu cremaliera 6. Din cauza blocului unic apare necesitatea conductelor de legătură. În unele cazuri se elimină conductele de legătură, iar pompa de injecţie şi injectorul formează un ansamblu comun, denumit pompă-injector. Deoarece pompa lucrează la presiuni ridicate, este necesar să se asigure o bună etanşare. Etanşarea cu garnituri nu se utilizeată deoarece garniturile se uzează rapid. Etanşarea pistonului pompei în cilindru se obţine prin reducerea jocurilor la valori foarte mici realizate prin rodaj, cuprinse între 1,5 şi 3 µm. În acest scop lungimea pistonului este sporită în raport cu diametrul său.

Fig. 1.2 Pompa de injecţie cu elemenţi în linieSchema de principiu a unei pompe de injecţie se arată în figura 3. Pompa se compune din cilindrul 1 în interiorul căruia se deplasează pistonul 2, antrenat de cama 3 în cursa de refulare, prin intermediul tachetului cu rolă 4, şi de arcul 5 în cursa de aspiraţie. În capul cilindrului sunt prevăzute supapale de aspiraţie şi de refulare 5 şi 6 cu arcurile lor. Se observă că pompa prezentată poate utiliza oricare dintre cele doua metode de reglare. Astfel, daca supapa de aspiraţie 6nu este comandată din exterior, evident pistonul refulează întreaga cantitate de combustibil aspirată. Variaţia cursei pistonului, deci reglarea dozei de combustibil, se obţine prin deplasarea axială a camei, care are profil tronconic. Daca profilului

camei este cilindric, pompa aspira o cantitate invariabila de combustibil. În acest caz , doza pe ciclu se modifică, comandand din exterior deschiderea supapei de aspiraţie (detaliul a).

Fig 1.3. Schema de principiu a unei pompe Pompele de injecţie cu piston-sertar au o mare raspandire în domeniul motoarelor de autovehicule deoarece au o constructive simplă, o siguranţă sporită în funcţionare, se deservesc uşor şi asigură o uniformitate relative ridicată a debitului de combustibil. Pompele cu piston sertar sunt de tipul aspiraţie invariabilă şi descărcare partial. Pentru simplificarea construcţiei fucţia supapei de aspraţie comandate ( fig 3) este preluată de însăşi pistonul pompei, care a primit denumirea de piston-sertar, întrucat distribuie combustibilul în cilindrul pompei în raport cu sarcina motorului. În fig 4 se arată un element de pompă şi, alăturat, cateva detalii principale. În cilindrul 1 se deplasează pistonul-sertar 2, acţionat într-un sens de cama 3, fixate pe axul 4, iar în celalalt capăt de arcul 5. Cama acţionează prin intermediul tachetului 6prevăzut cu rola 7, fixate pe axul 8 prin intermediul unui rulment cu ace. Tachetul transmite mişcarea la tija pistonului prin intermediul şurubului de reglare 9. Arcul se reazemă cu un capăt pe discul fix 10,iar cu celalat pe discul mobil 11, fixat la capătul tijei pistonului. Pe cilindrul 1, se roteşte liber bucşa 12, prevăzută la partea inferioară cu două ferestre 13 (detaliul a); la partea superioară a bucşei rotitoare se fixează coroana dinţată 14 cu ajutorulu şurubului 15. Coroana dinţată angrenează cu cremaliera 16, iar pistonul-sertar angrenează cu bucşa rotitoare prin proeminenţele 17, care se deplasează liber în jurul bucşei, prin ferestrele 13. Cilindrul comunică prin orificiile de alimentare 18 (detaliul b) cu canalul de combustibil 19, practicat in corpul 20 al pompei.La partea superioară a cilindrului se plasează supapa de refulare 21 cu scaunul ei 22; supapa de refulare este menţinută pe sediu de arcul 23 închis în racordul de presiune 24. Supapa de refulare (detaliul c) intră în scaunul ei cu coada cilindrică, pe care sunt practicate şanţuri longitudinale pentru trecerea combustibilului. Ea asigură etanşarea prin gulerul conic 25.

Fig 1.4 Element de pompa şi organele componente caracteristice Pompa funcţionează astfel (fig5): cilindrul se umple cu combustibil la sfarsitul cursei de aspiraţie, cand pistonul descoperă orificiile de alimentare (poziţiile 1 şi 2); apoi, cand pistonul se ridică, pompa nu refulează, deoarece, initial, orificiile de legătură cu canalul de joasă presiune sunt deschise astfel că cilindrul se descarcă ( poziţia 3), iar pistonul execută prima cursă moartă, pană în poziţia 4, cand acoperă complet orificiile şi izolează cilindrul faţă de exterior. Teoretic, cursa de refulare începe în poziţia 4 şi durează pană cand rampa elicoidală atinge marginea inferioară a orificiilor de alimentare (poziţia 5). Din acest moment, combustibilul din cilindru are accses spre canalul de joasă presiune, prin cancalul şi gulerul practicate pe capul pistonului (poziţia 6), dupa care pompa încetează refularea, dar pistonul continua să se ridice, efectuand a doua cursa moartă. Pistonl nu are voie să depaşească poziţia 6, deoarece, din acest moment (poziţia 7) izolează din nou cilindrul de exterior şi începe o nouă cursă utila (poziţia 8), ceea ce nu este permis.

Fig 1.5. Etapele funcţionării pompei de înjecţie

Fig 1.6. Poziţiile de funcţionare la diverse sarciniÎn figura 7 este redată vederea în secţiune a unei pompe cu elemenţi în linie, în care se pot vedea elementele principale ce contribuie la realizarea presiunii de injecţie.

Fig 1.7. a – Secţiune într-o pompă cu şase elemenţi; b – Detaliu element;1- corpul pompei,2-cilindrul, 3-piston-sertar, 4-elementul de injecţie; 5- supapa refulare, 6 tachet

cu rolă, 7-– racord filetat pentru conducta de înaltă presiune.Solicitarile la care este supus cilindrul sunt de natura mecanică datorate şocurilor, vibraţiilor şi a contactului cu celelalte piese, uzură abraziva datorată impuritaţilor.Regimul termic de funcţionare este nu este unul anormal care ar impune condiţii special de fabricare iar regimul de lubrifiere este limitatat de proprietăţile de lubrifiere ale combustibilului.

1.1.2 Condiţiile tehnice impuse piesei prin desenul de execuţieBucşa elementului pompei de injecţie ca şi pistonaşul se execută cu o înaltă precizie, condiţie impusă de exigenţele faţa de performanţele hidraulice (debitul injectat pe ciclu) şi de faptul că se lucrează la presiuni înalte şi cu proprietăţi de lubrifiere limitate. Cerinţele funcţionale impun suprafeţelor de lucru rugozităţi mici fiind necesare finisări special. În figura 1.8 sunt prezentate principalele condiţii tehnice pentru execuţia bucşei elementului.Tolerante de forma:-la rectilinitate pentru suprafata interioara-0,01-la planeitate pentru suprafata ce intra in contact cu scaunul supapaei- 0,002- la cilindricitate pentru suprafeta cilindrica interioara- 0,001Tolerante de orientare:

- la paralelism pentru suprafata de asezare, in zona scaderii diametrului exterior al cilindrului fata de baza tehnologica A- 0,03

Tolerante de bataie:- la batai circulare, radiale si frontale pentru surafetele exterioare

Duritate: HV10: 740…840Rugozitatea suprafetei interioare este foarte mica si este data in functie de perioada din viata de functionare a piesei.

Fig. 1.8 Desenul de execuţie al cilindrului

1.1.3 Alegerea tehnologicitaţii construcţiei pieseiTehnologicitatea trebuie sa asigure fabricarea piesei prin cele mai economice procedee tehnologice, cu utilizarea fortei de munca minima, numar de utilaje redus, materiale ieftine si energie consumata cat mai putina, toate acestea neafectand fiabilitatea si rezistenta mecanica a piesei.Din punct de vedere al tehnologicitatii, cilindrul trebuie sa indeplineasca anumite conditii:- constructie relativ simpla;- forma geometrica optimizata in vederea simplificarii si reducerii greutatii piesei;- asigurarea interschimbabilitatii;- alegerea si folosirea rationala a materialului.Condiţiile tehnice deosebite determină prelucrarea cilindrului pe maşini speciale, în fluxuri tehnologice specifice seriilor mari.Operaţiile de prelucrare mecanică sunt grupate în două etape: operaţii care se execută înaintea tratamentului termic şi operaţii care se execută după tratamentul termic.

Fig 1.9 Suprafetele cilindruluiIn etapa intaia se prelucreaza suprafetele exterioare 1 si 2 pe strung automat. Apoi sunt efectuate urmatoarele operatii: prelucrarea alezajului bucsei3, strunjirea canalului de drenare 4, executarea gaurii de refulare 5, executarea gaurii si a canalului de ungere 6, frezarea canalului de orientare 7 si rectificarea de semifinisare a suprafetelor exterioare 8.De mare importanta este prelucrarea alezajului. Aceasta consta in gaurirea adanca, care se executa pe masini special, realizandu-se o toleranta de ±0,02 mm si o calitate a suprafetei Ra=0,8µm. In acest scop se foloseste un burgiu special prin care lichidul de racire sub presiune de aproximativ 80 de bari, ajunge chiar in zona de aschiere. Masinile se caracterizeaza printr-o mare productivitate.Urmeaza operatiile de tratament termic care constau in calirea in instalatii cu atmosfera controlata, urmata de un tratament la rece la temperature de -60 C.Apoi se executa o prima rodare a alezajului pe masini de rodat, in trepte de 0,003 mm/treapta, obtinandu-se o calitate a suprafetei Ra=0,02 µm. Operatia se face cu tija de rodat si cupasta de rodat cu granulatie dupa ce bucsele au fost rodate dupa diametrul interior din 0,01 in 0,01mm. Se face apoi o spalare cu percloretilena eventual o curatire pe masini cu ultrasunete. Urmeaza rectificare de finisare a suprafetelor exterioare si inca un tratament la rece dupa care se trece la sortarea in vederea rodarii din 0,03 in 0,03 mm.

1.2 Alegerea justificată a materialului pentru execuţia pieseiOptimizarea alegerii materialului se bazeaza pe o metoda numita metoda de analiza a valorilor

optime.Metoda presupune rezolvarea urmatoarelor etape:

- stabilirea rolului functional al pisei, al tehnologicitatii si a conditiilor economice de functiinare ale acesteia;- determinarea si stabilitatea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim;- descompunerea factorilor analitici in elemente primare;- aprecierea cantitativa a factoriloe analitici se face folosind un sistem de notare, in functie de valoarea fiecarei proprietati k acordandu-i-se o nota tk;

-stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar se face tinand cont de datele rezultate din etapele 1 si 3 acordand fiecarei proprietati k o pondere dk , in stabilirea poderii trebuie indeplinita conditia:

∑k=1

md=1;

-alegerea solutiei optime la momentul dat se face aplicand criteriul:∑k=1

mTd=

maxim

-analiza solutiilor din punctul de vedere al utilitatii lor si stabilirea conditiilor de inlocuire economica a unui material cu alt material. Alegerea materialului se face in urma criteriilor de decizie:

criteriul densitatii [kg/m3] - criteriul de minim; criteriul conductibilitatii termice[cal/cm*s*oC] – criteriul de maxim; criteriul rezistentei la coroziune [mm/an] - criteriul de maxim; criteriul durabilitatii [HB] - criteriul de maxim; cnteriul rezistentei la rupere [daN/mm2] - criteriul de maxim; criteriul turnabilitatii – criteriul de maxim; criteriul deformabilitatii – criteriul de maxim; criteriul uzinabilitatii – criteriul de maxim; criteriul pretului de cost [lei/kg] – criteriul de minim.

Pentru a asigura precizia impusă precum şi fiabilitatea corespunzătoare se folosesc oţeluri speciale din categoria otelurilor de rulmenţi ca de exemplu RUL1 C2 STAS 1456-61. Cilindrul se prelucreaza din bare trase din oţelul specificat.

1.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice Stabilirea preliminara a tipului (sistemului) de productie1.3.1. Calculul fondului anual real de timp (Fr) :

Fr=[Zc-(Zd+Zs)]*ns*ts*kp [ore/an];Zc – numarul zilelor calendaristice dintr-un an; Zc=365 zile/an.Zd – numarul zilelor libere de la sfarsit de saptamana dintr-un an ; Zd=52 zile/an.Zs – numarul zilelor sarbatorilor legale; Zs=6 zile/an.ns – numarul de schimburi, ns=3.ts – durata unui schimb; ts=8 ore/schimb.kp - coeficient care tine cont de pirderile de timp datorita reparatiilor executate in timpul normal de lucru; kp=0,96.

Atunci Fr=[365-(52+6)]*3*8*0,96=7073 ore/an

1.3.2 Calculul planului productiei de piesePentru calculul planului productiei de piese se foloseste formula:Npp=Np* n + Nr + Nrc + Nri [piese/an], unde:Np - planul de productie pentru produsul respectiv; Np=125000 autovehicule/ann – numarul de piese de acelasi tip pe produs; n=4.Nr - numarul de piese de rezerva livrate odata cu produsul; Nr=0.Nrc - numarul de piese de rezerva livrate la cerere (pentru reparatii). Se adopta intre 0 si 200... 300% din Np*n.Nri -numarul de piese rebutate la prelucrare din cauze inevitabile.Se adopta in functie de dificultatea proceselor tehnologice presupuse a fi utilizate, intre 0,1 ... 1 % din (Np*n+ Nr+ Nrc).

Astfel, Npp=125000*4+0+0+0,4*125000=550000 piese/an.1.3.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologiceRitmul liniei tehnologice Rλ

Rλ=Fr*60/ Npp [piesa/min];Rλ=7073*60/550000=0.77 piesa/min.

Rezulta o productie de masa.Productivitatea liniei tehnologice reprezinta inversul ritmului liniei:Qλ=60/ Rλ [piese/ora];Qλ=60/0.77=77.9 [piese/ora].

1.3.4 Stabilirea preliminara a timpului de productieTipul de productie reprezinta ansamblul de factori dependenti, conditionati in principal de: stabilirea in timp a productiei, complexitatea construcriva si tehnologica a acesteia si de volumul productiei.Se va detemina sistemul de productie prin metoda indicilor de constanta a fabricatiei. Tipul sistemului de productie este dat de gradul de omogenitate si de stabilitatea in timp a lucrarilor ce se executa in cadrul diferitelor unitati de productie.In functie de ritmul mediu al liniei tehnologice Rλ =0.77 care se situeaza in intervalul ( 1,10) [buc/min], se va adopta o productie de serie mare.Marimea optima a lotului de piese fabricate se calculeaza cu formula:Nlot= Npp*Zr / Zl, unde:Zr -numarul de zile pentru care trebuie sa existe rezerve de piese (5... 10 zile); Zr=6.Zl=Zc-(Zd+Zs)=365-52-6=307 - numarul de zile lucratoare pe an;Inlocund in formula initiala se obtine:Nlot=550000*6 / 307 Nlot=10749 [piese/lot].

Bibliografie - Capitolul 1:1. Grunwald, B. Teoria, constructia si calculul motoarelor pentru autovhicule rutiere, Ed.

Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 19802. Marincas, D. , Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti3. Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect,

1995

CAP.2 Alegerea variantei optime a metodei si procedeului de obţinere a semifabricatului

2.1 Analiza comparativa a metodelor si procedeelor concurente si adoptarea variantei optime.Alegerea corecta, rationala a metodei si procedeului de obtinere a semifabricatului este una din

principalele conditii ce determina eficienta procesului tehnologic, atat in etapa de semifabricare cat si in cea de prelucrare mecanica. Costul prelucrarii mecanice este in general mai mare decat al semifabricarii, se recomanda metodele si procedeele care, satisfacand in totalitate conditiile tehnice impuse, conduc la semifabricate mai precise, mai apropiate de piesa finita. In general alegerea metodei nu implica dificultati, ea fiind in stransa legatura cu natura materialului pentru executia piesei si putand fi stabilita preliminar in urma analizei constructiei piesei.

Avand in vedere ca piesa face parte din categoria pieselor tip bucsa modalitatea de obtinerea a fabricatului ar putea fi turnarea ( in forme permanente, centrifugala, in vid), insa faptul ca avem o productie in masa si tinanad con t de dimesiunile piesei modalitatea de obtinere a semifabricatului este laminarea. Laminarea este procesul de deformare plastică la cald sau la rece care se realizează între cilindri de laminare înmişcare de rotaţie, antrenând astfel prin frecare, materialul în zona în care are loc deformarea. Utilajul de lucru poartă denumirea de laminor, procesul de deformare laminare, iar produsul rezultat laminat.Laminarea are ca scop pe de o parte modificarea geometriei semifabricatului supus deformării, pe de altă partemodificarea structurii şi implicit a proprietăţilor aceluiaşi semifabricat.Procedeele de laminare se împart în două categorii:laminare longitudinală (fig.2.1) şi laminare transversală sau elicoidală (fig.2.2.)

Fig. 2.1. Laminarea longitudinală Fig. 2.2. Laminare transversală-elicoidală 1. cilindri de lucru;2. Semifabricat 1-cilindri de lucru bitronconici, 2-semifabricat, 3-eboşă, 4- dorn perforator, 5-bara port dorn. Prin laminare longitudinală se deformează aproape întreaga cantitate de oţel carbon şi slab aliat, pornindu-se de la lingouri sau semifabricate turnate continuu şi ajungându-se la semifabricate plane, (tablă sau bandă) sau profile cu destinaţie generală şi specială, ţevi, şine de cale ferată etc. Laminarea se poate efectua între cilindri netezi, în cazul produselor plate sau în canale inelare numite calibre, practicate în corpul cilindrului de lucru, în cazul profilelor. Pentru cazul cel mai răspândit al laminării longitudinale, cilindrii au sensuri diferite de rotaţie, axele cilindrilor fiind paralele între ele şi plasate în plan vertical.

Semifabricate folosite la laminare

Prin semifabricat se înţeleg produsele intermediare obţinute prin laminarea lingourilor, sau prin turnare continuă, destinate unei prelucrări ulterioare prin deformare plastică. Din această categorie fac parte: blumurile care sunt semifabricate de secţiune pătrată cu dimensiunea laturii a≥150mm÷400mm şi lungimea, L=2 ÷6m obţinute prin laminare din lingouri, sleburile semifabricate cu secţiune dreptunghiulară obţinute pe laminoare numite slebinguri, (H=100÷300mm, B= 500-1800mm, L= 1,5-9m), bramele,cu aceleaşi dimensiuni ca şi sleburile, se obţin prin turnare continuă, ţaglele - semifabricatecu secţiune pătrată sau rotundă obţinute pe laminoare de semifabricate (latură a= 40 ÷140mm, diametrulΦ = 40 ÷140 , lungimea L=4 ÷ 12) şi în final ţaglele plate care sunt destinate laminării ulterioare în bare şi benzi (grosimea h=35 ÷70mm,lăţimea B=140 ÷ 280mm, lungimea L=1,5 ÷ 6m). Bazele teoretice ale laminării Elementele geometrice ale zonei de deformare la laminarea longitudinală În timpul deformării plastice la laminarea longitudinală datorită tensiunii exterioare care acţionează asupra materialului, acesta se deformează, în general, pe toate cele trei direcţii (fig.5.46.) modificându-şi dimensiunile. Notând cu h0, b0, l0- dimensiunile iniţiale ale semifabricatului şi h ,b, l dimensiunile după deformare, introducem următoarele noţiuni:Mărimi ce caracterizează modificarea înălţimii:

reducerea absolută Δh = h – h;

reducerea relative ɛh = h 0−h

h 0;

coeficientul de reducere λ=h 0h

;

Mărimi ce caracterizează modificarea lăţimii: latirea absoluta Δb=b0-b;

latirea relativa ɛb=Δbb 0

;

coeficientul de latire β=b

b 0;

Mărimi ce caracterizează modificarea lungimii: alungirea absoluta Δl=l-l0;

alungirea relative ɛl=Δll 0

;

coeficientul de alungirea λ=l

l0;

Fig 2.3 Schema laminarii longitudinaleCalculul coeficientului de frecare la laminare -µConsiderând α - unghiul de prindere şi lC - proiecţia lungimii de contact putem determina coeficientul de frecare considerând triunghiul AOC

În aceste condiţii coeficientul de frecare va fi:

Stabilirea dimensiunilor semifabricatului iniţial. La ieşirea din caja de laminare semifabricatul are marginile neregulate. Se impune deci ajustarea acestora . Ajustarea generează o pierdere de material de care se va ţine seama la dimensionarea semifabricatului iniţial.Stabilirea regimului de încălzire. Regimul termic de încălzire ţine seama de compoziţia chimică a materialului, de dimensiunile semifabricatului de pornire cât şi de frecvenţa de încărcare a agregatului.

Stabilirea numărului de treceri. Obţinerea dimensiunilor finale se face prin deformări succesive ale semifabricatului iniţial de fiecare dată reducând înălţimea acestuia. Considerând un coeficient de alungire mediu: λ= 1.2- 1.25 avem:

Putem scrie:

Prin logaritmare:

Stabilirea schemei de laminare, presupune de fapt repartizarea gradului de deformare total pe numărul de treceri determinat anterior. Dacă volumul reducerii este limitat de unghiul de prindere neţinând seama de modificarea diametrului şi a coeficientului de frecare, se poate considera gradul de deformare egal pe toate trecerile, respectiv mari la sfârşitul laminării.(fig. a). Când gradul de deformare este limitat pe tot parcursul laminării de puterea motoarelor, atunci se începe laminarea cu grade de deformare mici acare por apoi creşte uşor (fig.b). Când gradul de deformare este limitat de plasticitatea materialului care la primele treceri este minimă datorită structurii de turnare, după câteva treceri atinge un maxim după care scade atunci se poate adopta o schemă de laminare ca în figura c.

La oţelurile înalt aliate cu plasticitate redusă se porneşte cu grade de deformare mici care se pot mări pe parcurs (d,c).

2.3. Stabilirea preliminară a adaosurilor de prelucrare şi executarea desenului semifabricatului

După alegerea variantei optime de obţinere a semifabricatului şi producerea lui în secţiile tehnologice trebuie supus următorului ciclu de operaţii:curăţarea semifabricatului,îndreptarea, tăierea, tratamentul termic şi vopsirea de protecţie împotriva coroziunii şi acţiunii lichidelor de răcire-spălare,utilizate la prelucrările mecanice.

Adaosul de prelucrare este stratul de metal, măsurat normal pe suprafaţa piesei, ce se îndepărtează la prelucrarea semifabricatului.

Adaosul de prelucrare corect stabilit trebuie să asigure stabilitatea procesului de prelucrare, calitatea ridicată a producţiei şi costul minim.

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se utilizează două metode: metoda experimental-statistică şi metoda analitică de calcul.

Metoda experimental-statistică este bazată pe datele obţinute ca urmare a generalizării experienţei atelierelor de prelucrare mecanică, adaosurile de prelucrare stabilindu-se pe baza standardelor, normativelor sau tabelelor de adaosuri. Utilizarea tabelelor de adaosuri facilitează proiectarea proceselor tehnologice, dar nu prezintă garanţia că adaosurile stabilite în acest mod sunt minime pentru condiţiile concrete de prelucrare, deoarece adaosurile sunt determinate fără a ţine seama de succesiunea concretă a operaţiilor (fazelor) de prelucrare mecanică a fiecărei suprafeţe, de schemele de bazare şi fixare a semifabricatului pentru diferitele operaţii de prelucrare mecanică şi de erorile de prelucrare anterioare. Această metodă permite stabilirea rapidă, pe baza unei soluţii unice, a adaosurilor de prelucrare. Adaosurile ce se prevăd corespund cazului cel mai defavorabil şi, de aceea, în multe cazuri, adaosurile de prelucrare stabilite prin normative pot fi micşorate.

Fig.2.4.Adaosuri de prelucrare la debitarea semifabricatelor din bare

Tabel 2.1 Adaosuri de prelucrare totale pentru piese prelcrate din bare rotunde, laminate sau trase.

Tabel 2.2. Adaosuri de prelucraregrosimea

semifabricatului (diametrul) mm

lăţimea tăieturii B, în mm, la tăierea: adaosul Ap pt. prelucrarea capătului,

mmcu cuţit pe strung cu disc abraziv

Pâna la 20 3 2 2

Observaţii:1.Lungimea de dibitare a semifabricatului l este: l=l0+2Ap (l0-lungimea piesei finite 2.Lungimea de material consumată pentru debitarea unei singure piese:L= l0+2Ap+B (B-lăţimea sculei de tăiere)

Fig.2.5.Adaosuri de prelucrare pentru rectificarea suprafeţelor cilindrice exterioare (STAS 7095-82)

Tabel 2.3. Adaosuri de prelucrare pentru rectificarea suprafeţelor cilindrice exterioareDiametrul nominal al piesei finite d, mm

Lungimea piesei de rectificat L,mm

Toleranţa la diametrul piesei înainte de rectificare

Rugozitatea înainte de rectificarepeste Pana la Între 50-80

10 20 0,4 0,058 3,2

2.2Intocmirea planului de operaţii pentru executarea semifabricatului

Nr.Crt.

Operaţii şi faze desemifabricare

Maşini, utilaje,Instalaţii şi SDV-uri

Materiale auxiliare Parametri tehnologici

1

Prinderea LaminorulArmaturile cilindrilor

de laminor-

Unghiul de prindere( 4-24º)Presiunea relativeDiametrul cilindrilorTemperatura de laminareReducerea absoluta

2

Reducerea propriu-zisa LaminorulBare si mansoane de

cuplare

-

Unghiul de contactTemperatura de laminareViteza de laminareDiametrul cilindrilor

3 Micşorarea reducerii pana la desprindere Laminorul

Armaturile cilndrilor de laminor

-Unghiul de contact

Presiunea relativeDiametrul cilindrilor

Prinderea este prima faza si incepe cand materialul a atins cilindrii si se termina in momentul umplerii spatiului dintre cilindri. Unghiul de prindere αp caracterizeaza prinderea. Pentru momentul (1) unghiul de contact αc= αp şi Δh=H-h=0, iar la momentul (2) αp scade pana la valoarea αc şi Δhmax=H-h.Reducerea propriu-zisa a laminatului este faza a doua, faza in care se poate mari unghiul de prindere prin micsorarea distantei intre cilindri. Acesta faza este caracterizata de constanta marimilor αc şi Δh.Faza a treia incepe cu micsorarea reducerii pana la desprinderea laminatului dintre cilindri. Pe masura ce laminarea se apropie de sfarsit αc şi Δh scad iar in momentul (2) aceste volori devin 0.

Bibliografie - Capitolul 2:1. Amza, G., Dumitru, G.,M.,Rîndasu, V.,O., Amza, C.,G. Tratat de tehnologia materialelor,

Editura Academiei Române, 20032. Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect,

19953. Marincas, D. , Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti4. Gurău, G, Tehnologia materialelor,Galaţi,20055. Picoş, C.Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin aşchiere, Ed.Universitas,

Chişinău,19926. Stoian ,L. Tehnologia materialelor , Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti-1980

CAP.3Elaborarea procesului tehnologic de prelucrare mecanica si control a piesei

3.1. Analiza proceselor similare existente. Procesul tehnologic cuprinde operaţiile ce se execută inainte de tratamentul termic şi operaţii ce se execută dupa tratamentul termic.

Deoarece piesa face parte din categoria pieselor de tip bucsa, se vor analiza tehnologiile existente pentru astfel de piese. Procesul tehnologic similar existent pentru prelucrarea pieselor de tip bucsa este prezentat in tabelul urmator.

Tabel 3.1 Nr. crt

Operatii si faze de prelucrare

Masini, unelte si utilaje

SDV Observatii

1 Strunjirea suprafetelor Strung automat Cutit de strung

2 Gaurire Strung automat Burghiu

3 Strunjirea canalului de drenare

Strung normal Burghiu

4 Prelucrarea gaurii de refulare

Masina de gaurit Burgiu

5 Executarea gaurii de ungere si a canalului de ungere

Masina de gaurit Burghiu

6 Frezarea canalului de orientare

Masina de frezat Scula tip freza

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

Obiectivul este stabilirea procedeelor de prelucrare care, fiind ultimele aplicate in succesiunea operatiilor, pentru fiecare suprafata, asigura conditiile tehnice impuse prin desenul de executie. In acest scop trebuiesc definite etapele de lucru:

- enumerarea suprafetelor functionale ale pieselor impreuna cu conditiile tehnice impuse;- stabilirea procedeelor de prelucrare mecanica posible, compatibile cu forma si conditiile tehnice impuse; - analiza gradului in care respectivele procede satisfac, pe langa cerintele tehnice si cerintele si pe cele legate de economicitatea procesului tehnologic

- adoptarea variantei optime pentru fiecare suprafata.

Fig3.1 Principalele suprafete ale peseiSuprafata cilíndrica interioara este de obicei in cazul bucselor baza tehnologica si cea mai importanta suprafata functionala a piesei fapt ce impune o prelucrare speciala si o precizie ridicata cu ajutorul unui burghiu special si a unor operatii de finisare speciale.Suprafata exterioara 8 este de asemenea suprafata functionala importante deoarece intra in contact cu scaunul supapei si din aceasta causa necesita o operatie de finisare.În cazul producţiei de serie mare şi de masă pentru ridicarea preciziei şi mărirea productivităţii, prelucrarea suprafeţelor de capăt şi centruirea se face dintr-o singură prindere pe o maşină specializată în acest scop.Suprafele exterioare se realizeaza cu ajutorul unor masini unelte speciale, prin copiere datorita productie de masa.

Tabel 3.2 Organizarea analizei:

Nrsupraf.

Tipulsupraf.

Conditii tehnice impuse Procedee

posibile de aplicat

Analiza comparativa a procedeelor-satisfacerea cerintelor:

Conclu-zii

Dimensiunea si precizia

Abateriri de forma si pozitie

Rugo-zitate

Tehni-ce

Econo-mice

De productivi-tate

S1 Suprafat ϕ17,85 h12 Bataie 0,8 Strunjire

cilindrica exterioara

0,10,03

3.2

S2 SuprafataCilíndricaexterioara

ϕ 12 h7 0.8 Strunjire

S3 Suprafatacilíndrica interioara

Φ9CilindricitateRectilinitate

0.05 GaurireAlezare, honuire

S4 Suprafatacilindrica

Strunjire

S5 Suprafata cilindrica Φ 3,5 H9

Gaurire

S6 Suprafatacilindrica

Gaurire

S7 Suprafata cilindrica

Frezare

S8 Suprafata plana

Abaterea de la planeitate

0.23.2

Fezare, strunjire,

3.3 Stabilirea succesiuni logice a operatiilor de prelucrare mecanica si tratament termic si control

Avand in vedere ordinea operatiilor , stabilita pentru fiecare suprafata si anumite criterii tehnico economice, se stabileste ordinea tuturor operatiilor , de la preluarea semifabricatului , pana la obtinerea piesei finite. Criteriile economoce se refera la asigurarea concordantei procesului tehnologic cu caracterul productiei. Criteriile tehnologice sunt prezentate sub forma de indicatii tehnologice,astfel mentionam cateva criterii tehnice amanuntite:- in primele operatii se prelucreaza suprafetele ce vor servi ulterior ca baze tehnologice,cele ce reprezinta baze de cotare si cele ce pot duce descoperirea eventualelor defecte de semifabricare; - toate operatiile de degrosare se executa ianitea celor de finisare; - suprafetele cu precizia cea mai ridicata au care se pot deteriora usor se prelucreaza ultimele; - prelucrarile ce duc la micsorarea rigiditatii se executa la finalul procesului tehnologic; - prelucrarile cu scule metalice se executa inaintea tratamentelor termice, pe suprafetele respective; - dupa etapele mai importante se prevad operatii de control intermediar.

Tabelul 3.3 Principalele operatii ale procesului tehnologic de prelucrare mecanica a cilindrului pompei de injectie

Nr. operatiei

Denumirea operatiei Masina-unealta Schita de prelucrare

1 Control defectoscopic nedistructiv Dispozitiv de control ultrasonic2 Tratament termic de revenire Cuptor termic

3 Frezarea simultana la ambele capete Agregat de frezat4 Gaurire Burghiu5 Prelucrarea bazelor tehnologice principale Cutit ce indeparteaza adaosul6 Prelucrarea conturului exterior Strung de copiat7 Strunjire de finisare prin copiere Strung de copiat8 Prelucrarea canalului de drenare Strung normal9 Executarea gaurii de ungere si a canalului

de ungereMasina de gaurit

10 Executarea canalului de orientare Masina de gaurit11 Alezare supraf. cilindrice int Masina de alezat12 Honuire supraf. cilindrice int Hon13 Rectificarea partilor cilindrice exterioare Masina de frezat exterioare14 Controlul intermediar asupra preciziei

suprafetelor cilindrice, a canalelor si a suprafetei conice

Masa de control-

15 Spalarea pieselor (solutie la t=600…800) si suflarea lor cu aer comprimat

Instalatie de spalat-

16 Control intermediar Masa de control -17 Tratament termic (calire, revenire) -

18 Spalare (solutie lesioasa) si uscarea cu aer comprimat

Instalatie de spalat -

19 Control final Masa de lucru -20 Rodare: verificarea petei de vopsea,

corectarea acesteia,Masina de rodat -

20 Controlul imperecherii cu pistonul; verificarea petei de vopsea; verificarea

zgomotului

Masina de controlat si imperecheat-

21 Spalare-conservare -

3.4. Alegerea utilajelor si instalatiilor tehnologice

Alegerea utilajelor şi a instalaţiilor tehnologice se face având în vedere particulărităţile procesului logic adoptat, referitoare la:

o Precizia de execuţie ce trebuie realizată;o Productivitatea;o Gradul de tehnologicitate al piesei;o Economicitatea procedeului folosit.

MASINA DE GAURIT CU COLOANA

Acest tip de maşinăse utilizeazăpentru prelucrarea alezajelor în piesede dimensiunişi mase mici şi mijlocii.Principalele părţi componente ale unei maşini de găurit cu coloanăsunt, conform notaţiilor din figura 2, următoarele: 1 – placăde bază;2 – coloană; 3 – masăpentru fixarea piesei; 4 – cap de găurit; 5, 6 – cremaliere.Pe lângămişcările generatoare (I – mişcare principală, II – mişcare deavans axial), se mai pot realizaşi următoarele mişcări de poziţionare: III – mişcare de rotire a capului de găurit în jurul coloanei; IV – mişcare de poziţionare pe direcţie vertical a capului de găurit; V, VI – mişcări de poziţionare ale mesei maşinii.

Miscarile de pozitionare se executa manual, in vederea ducerii burghiului in pozitia de lucru. Dupa executarea acestor miscari, in cazul unei piese date capul de gaurit si masa masinii se blocheaza pe coloana. Pentru deplaserea capului de gaurit si a mesei masinii pe directie vertical se utilizeaza cate un pinion si cremalierele 5 si 6.

Masina de gaurit G-40

Tab.3.5.Masina de gaurit G-40

Nr. crt.

Caracteristici tehnice Valori

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

MASINA DE FREZAT IN CONSOLA

Masinile de frezat in consola sunt destinate pieselor de dimensiuni mici si mijlocii. Dupa pozitia arborelui principal acestea pot fi orizontale sau vertical. Pentru masinile de rezat universal cu posibilitatea de pozitionare unghiulara a mesei s-a adoptat denumirea de ” universale”.1-placa de baza, 2-montant, 3- brat pentru rigidizarea dornului port scula, 4-arbore principal, 5- masa masinii, 6-sanie transversala, 7- consola.

I-miscare principala, II- miscare de avans longitudinal, III- miscare de avans transversal, IV-miscare de avans vertical

Tab.3.6.Masina de frezat cu freza melc FD250:Nr. crt.

Caracteristici tehnice Valori

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

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

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

MASINA DE RECTIFICATMasinile de rectificat plan se utilizeza la rectificarea suprafetelor plane ale pieselor degrosate anterior prin rabotare, frezare etc. Rectificarea plana se poate realiza prin doua scheme de aschiere fundamentale: cu suprafata periférica a discului (a) sau cu suprafata frontala a acestuia (b) (c) .La rectificarea plana frontala se utilizeaza corpuri abrazive de tip oala (b) care pot fi dintr-o bucata sa compuse din mai multe segmente abrazive (c)

In figura 3 este prezentata schema cinematica de principiu a unei masini de rectificat plan cu suprafata periférica a discului abraziv.

1- Transmisie mecanica, 2-papusa port-scula, 3-disc abraziv, 4-montant, 5- masa6- dispozitiv electromagnetic de fixare a piesei de masa, 7- piesa prelucrata, 8-dispozitiv de racier, 9-dispozitiv pentru corectia formei discului abraziv

Tab.3.7.Masina de rectificat frontal RIF125Nr. crt.

Caracteristici tehnice Valori

1 Diametrul maxim de rectificare 125 mm2 Înălţimea centrelor 135 mm3 Masa maximă a piesei între centre 100 kg4 Gama de turaţii 63-800 rot./min.5 Deplasarea rapidă 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 0,75 kW9 Masa 2200 kg

Bibliografie - Capitolul 3:1. Amza, G., Dumitru, G.,M.,Rîndasu, V.,O., Amza, C.,G. Tratat de tehnologia materialelor,

Editura Academiei Române, 20032. Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect,

19953. Marincas, D. , Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti4. G. Frumusanu , Utilaje pentru prelucrari mecanice, Univ Dunarea de Jos

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

4.1. Determinarea regimurilor optime de aschiere Pentru ca aschierea metalelor sa aiba loc sunt necesare doua miscari: miscarea principala de aschiere si miscarea de avans. La randul ei, miscarea de avans poate fi executata printr-o miscare sau prin mai multe miscari. La strunjire, miscarea principala de aschiere este rotirea piesei, iar miscarea de avans este miscarea de translatie a cutitului. Strunjirea poate fi: experioara si interioara. Elementele componente ale regimului de aschiere sunt:

a. Adancimea de aschiere t[mm] care este definita ca marimea taisului principal aflat in contact cu piesa de prelucrat, masurata perpendicular pe planul de lucru

b. Viteza de aschiere v [m/s] care este definita ca viteza la un moment dat, in directia miscarii de aschiere, a unui punct de aschiere considerat pe taisul sculei

c. Avansul s [mm/min, mm/rot, mm/cursa dubla, mm/dinte] este marimea deplasarii sculei in raport cu piesa, efectuata intr-un interval de timp, in cursul miscarii secundare.

Materialele utilizate pentru confectionarea partii utile a cutitelor de strung pot fi impartite in patru grupe:

- Oteluri pentru scule- Placute din carburi metalice dure- Materiale mineralo-ceramice- Diamante industriale

Proprietatile aschietoare ale materialului pentru scule sunt definite prin rezistenta sculei la un anumit regim de aschiere.In general, calitatile aschietoare superioare ale materialelor pentru scule sunt insotite de o duritate ridicata si de o buna rezistenta la uzura si stabilitate termica.Uzura si durabilitatea sculei aschietoareIn timpul aschierii metalelor suprafetele sculei aschietoare care vin in contact cu piesa sau cu aschia care se degaja sunt supuse unui proces de uzura. Cand uzura atinge o anumita valoare, scula trebuie ascutita. Marimea uzurii admisibile a sculei aschietoare se numeste limita de uzura.In tabelul 4.1 este data uzura admisibila masurata pe fata de asezare a cutitelor de strung pentru degrosare si semifinisare.

Materialul prelucrat Rugozitatea suprafeteiPrelucrate, µm

Materialul partii aschietoare

Marimea uzuriihα, mm

Rz RaOteluri austenitice

si inoxidabile40020010050

1005025

12.5

Otel rapidCarburi metalice

Otel rapidCarburi metalice

1.5…20.6…0.80.8…1

0.4…0.6Oteluri carbon siFonte maleabile

40020010050

1005025

12.5

Otel rapidCarburi metalice

Otel rapidCarburi metalice

1.5…20.6…0.80.8…1

0.4…0.6Fonte cenusii 400

20010050

1005025

12.5

Otel rapidCarburi metalice

Otel rapidCarburi metalice

1.5…20.6…0.80.8…1

0.4…0.6

In tabelul 4.2 este data uzura admisibila a cutitelor de strung pentru finisare.Materialul prelucrat Rugozitatea suprafetei

Prelucrate, µmMarimea uzurii

hα, mmRz Ra

Oteluri austenitice si inoxidabile

25 6.3 0.2

Oteluri sifonte maleabile

12.5 3.2 0.1

Fonte cenusii 6.3 1.6 Numai o suprafata lustruita, fara uzura vizibila

Perioada de functionare a sculei, de la inceputul folosirii ei pana la atingerea valorii limita a uzurii se numeste durabilitate.

Calculul regimurilor optime de aschiere se face prin metoda clasica, aceasta presupune stabilirea preliminara a valorii durabilitatii sculei (prin calcul sau din normative), determinarea succesiva a parametrilor regimului de aschiere (in ordinea t, s, v), urmata de un numar redus de verificari ale conditiilor restrictive.Prima etapa este stabilirea durabilitatii sculei T pe baza relatiei generalizate Time-Taylor:

T m=cv k

v⋅t xv⋅s yv

in care coeficientii cv si k ( dependenti de conditiile concrete ale aschiere ) si exponentii m, xv,yv, se stabilesc pe baze experimentale. Succesiunea stabilirii celor trei parametrii este data de gradul in care acestia influenteaza optimizarea operatiilor:

a. Alegerea adancimii de aschiere In majoritatea cazurilor, adaosul de prelucrarea de degrosare se indeparteaza intr-o singura trecere deoarece in contructia moderna de masini sunt adaosuri relativ mici.In cazul strunjirii de finisare se aplica aceeasi recomandare, tinandu-se cont ca dupa prelucrarea de finisare suprafata trebuie sa aiba o rugozitate egala cu cea indicata pe desenul de executie a piesei resective.Pentru adaosuri simetrice, adancimea de aschiere se va calcula cu relatia:

t=2 Ap2

;

t= 0,2 mm pentru degrosare;t= 0,05 mm pentru finisare;

b. Alegerea avansului

În cazul lucrarilor de strunjire, valoarea avansului depinde de:-rezistenta corpului cutitului-rezistenta placutei din carburi metalice-eforturile admise de mecanismele de avans ale masinii-unelte-momentul de torsiune admis de mecanismul miscarii principale a masinii-unelte- rigiditatea piesei de prelucrat, a masinii unelte si a dispozitivelor-precizia prescrisa pieselor-calitatea suprafetei prelucratePrimii patru factori influenteaza alegerea avansului in special la prelucrarea de degrosare, iar ultimii doi la prelucrarea de semifinisare si finisare.

Avansul pentru strunjirea de degrosare, ales din tabele trebuie verificat.Tabel 4.3 Avansuri pentru strunjirea interioara si exterioara de degrosare cu cutite din otel rapid sau armate cu placate din carburi metaliceLungimea in consola a cutitului pentru strujire

Materialul de prelucratOtel laminatAdancimea de aschiere t, 3 mmAvansul s, mm/rot

200300400500

1,3……1,7

Observatii:1. Valorile mai mari ale avansului se vor lua pentru adancimi mici si pentru prelucrarea

materialelor cu rezistenta mai mica2. La prelucrarea suprafetelor intrerupte valorile avansului din table se micsoreaza prin inmultire

cu coeficientul k=0.75…0.85

c. Determinarea vitezei de aschiere

. calculul vitezei de aschiere , v, cu relatia v=π⋅n⋅D

1000[rot /min ]

, unde , n este turatia; D diametrul piesei de prelucrat .

Aleg turatia piesei 650 [rot/min] de prelucrat la strunjire. - calculul turatiei, n, a piesei de prelucrat, in functie de viteza calculata si dimensiunea pisei, urmat de alegerea celei mai apropiate valori na , din gama de turatii a masinii-unelte; - recalcularea vitezei de aschiere, va , cu valoarea reala a turatiei , na ; - verificarea puterii necesare pentru aschiere. Pentru restul operatiilor , parametrii regimului de aschiere se adopta, fara calcule de optimizare sau verificare, din tabele cu recomandari de regimuri de aschiere .

Regimurile de aschiere se prezinta intr.-un tabel:Nr. de ordine si denumirea operatiei

Faza t[mm]

s[mm]

V[m/min]

ns Obs.

Strujire dedegrosare

1 0,2 0,3 30 530[rot/min]

Strujire definisare

2 0,05 0,1 62.1 1098[rot/min]

K= km*kT* kx*kx1*kh*k0*kr*kms

kT=1; kx=1; kx1=1; kh=1; k0=1; kr=1; kms=1.-coeficenti ce tin cont de conditiil de lucrukm=Cm*(73,5/σr)n; Cm=1; n=1,75; σr=54daN/mm2;km=1,715.T=120min;m=0,125-exponentul durabilitatiiyv=0,33-exponentul adancimii de aschierexv=0,25-exponentul adancimii de aschierecv=87,5-coeficient care depinde de caracteristicile materialului

Din relatia: T m=

cv k

v⋅t xv⋅s yv

v=(87,5*1,715)/1200,125*0,20,25*0,30,33

vd=30 m/min pentru degrosare,

Turatia masinii unelte este n=1000*v/(π*D)

n=1000*30/(π*18)=530 rpm pentru degrosare

vf=87,5*1,715/(1200,125*0,050,25*0,10,33)

vf=62.1 m/min pentru finisare.

n=1000 ∙ vπ ∙ D

=302,32 rot /min

4.2 Determinarea normelor tehnice de timp

Norma tehnica de timp reprezinta timpul necesar pentru cxecutarea unei operatii tehnologice in anumite conditii tehnico-organizatorice dintre cele mai favorabile. Se stabileste in functie de posibilitatile de exploatare ale utilajului, SDV-urilor, in conditiile aplicarii metodelor de lucru modeme, tinand cont de gradul de calificare al muncitorilor, corespunzator acestor metode.Detreminarea normelor tehnice de timp se poate face astfel:- prin calcul analitic al fiecarei parti componente si insumarea acestora;- pe baze statistice prin analiza normelor de timp stabilite in operatii similare si preluarea acestora, sau prin calcul prin interpolare tinand cont de diferentele specifice.

Structura normei tehnice de timp este urmatoarea:- timpul de baza tb - reprezinta durata prelucrarii propriuzise si se determina in func-tie de regimurile de lucru adoptate si de parametrii geometrici ai suprafetelor prelucrate prin calcul analitic, cu relatia :

tb=Lp

vs

=Lp

s⋅nunde Lp este drumul pe care il parcurge scula ; Lp=180 mm; vs este viteza de avans;tb =50/(0.3*302)=0,55 min;- timpul auxiliar ta - reprezinta durata prinderii si desprinderii piesei, efectuarii masuratorilor, extras din normative. ta= l.49 min- timp operativ top=ta+tb=1,49+0.55=2.04 min- timp de de servire organizatorica tdf reprezinta timpul consumat pentru asezarea semifabricatelor, sculelor, primirea si predarea schimburilor, si se determina in general ca procent (0,5.. 7)% din top,

functie de tipul si marimea masinii unelte: tdf=

5⋅top

100=0 . 102min

- timp de deservire tehnica tdt - reprezinta timpul consumat pentru inlocuirea sculelor, reglarea masinilor unelte, indepartarea periodica a muchiei aschietoare a sculei; se determina din normative pe componente sau global ca procent de (2.. 8)% din tb : tdt=0,05*0.55=0,027min

- timpul de odihna si necesitati fiziologice ton al operatorului uman; se determina ca procent de (3..

7)% din top; ton=0 ,05⋅2 .04=0 .102 min

- timp de intreruperi conditionate de tehnologie si organizarea muncii tdo se determina ca procent

din top : tdo=

5⋅top

100=5⋅2. 04

100=0 , 102min

- timp unitar tu - reprezinta timpul total corespunzator prelucrarii unei piese; se obtine prin insumarea componentelor : tu= top+tdt+tdo+ton+tdf= 2.04+0.027+0.102+0.102= 2.27 min- timpul de pregatire si incheiere tpi - reprezinta durata activitatilor desfasurate de muncitor la inceputul si sfarsitui prelucrarii lotului de piese (primirea comenzii, studiul documentatiei, primirea si predarea SDV-urilor, semifabricatelor si pieselor); se stabileste pe componente din normative : tpi= 2,3+4+5.4= 11,70 min- norma tehnica de timp sau timpul normat tn : tn=tu+tpi/nlot unde nlot=7189piese/lot. tn=2.27+11,70/7189= 2.28min.

Nr. de ordine si enumirea operatiei

Faza tb

[min]

ta

[min]

tu

[min]

tn

[min]

Obs.

1 Strujire dedegrosare

0,55 1,49 2.27 2.28

2 Strujire definisare

0.63 1,49 1.93 2.8

3 Frezarea 0.55 2,4 2.21 1,99

Bibliografie – Capitolul 4:1.Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect, 19952.Marincas, D. , Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti3.Picoş, C.Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin aşchiere, Ed.Universitas, Chişinău,1992

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

5.1 Determinarea volumului anual de lucrari

Toate calculele tehnico - economice, cuprinse în capitolele 5 şi 6, se refera la perioada de un an, pentru care s-a determinat, planul anual al productiei de piese Npp[buc/an].Pe baza normelor de timp se vor determina:- volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte :

V=N pp⋅tn

60=550000∗2 .28

60=

20900 ore- timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare :

V s=N pp⋅tb

60=550000⋅0 ,55

60=

5041.6 ore- timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor :

V DV=N pp⋅tDV

60=550000⋅1 .54

60=

14116 oreunde tDV [min] - reprezinta timpul unitar al utilizarii dispozitivului sau verificatoru-lui, rezultat

din analiza componentelor normei de timp.In cazul operaţiilor la care se prelucreaza simultan mai multe piese, la acelasi utilaj si de catre

acelasi operator, norma tehnica va fi raportata la numarul de piese prelucrate simultan (intr-o sarja).

5.2 Calculul decesarului de forta de munca si utilaje5.2.1. Fondul anual de timp al muncitorului Fm [ore]

Fm=[Zc-(Zd+Zs+Z0)]*ts*km , unde Zd, Zs, Zc si ts au semnificatia de la paragraful 1.3.1;Z0 reprezinta durata medie (zile) a concediului anual de odihna al unui muncitor (Z0=20 zile);km este coeficient care tine seama de intarzieri, absente etc; km=0,94..0,98Fm=[365-(104+6+20)]*8*0,94=1767,2 ore;

5.2.2.Fondul anual de timp al utilajului, Fu [ore]

Fu=[Zc-(Zd+Zs+Zr)]*ts*ku*ns

Fu=[365-(104+6+6)]*8*0,85*3=5079.6 ore; unde Zr reprezinta numarul zilelor de imobilizare a utilajului pentru reparatii – se adopta in functie de numarul de schimburi si complexitatea utilajului, ca procent (3...8)% din fondul de timp nominal iar ku

este coeficientul de utilizare al utilajului, acesta luand valori intre 0,8 si 0,9.

5.2.3. Calculul necesarului de forta de munca – numarul de muncitori mi, la fiecare operatiemi=Vi/Fm

Pentru volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte, mi=20900/1767,2=11.2. Se alege mi=11 muncitori.Pentru timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare, mi=5041/1767,2=2.2. Se alege mi=2 muncitori Pentru timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor, mi=14116/1767,2=7.9. Se alege mi=8muncitori.

5.2.4. Calculul necesarului de utilajeui=Vi/Fu

Pentru volumul de lucrări anual, normat, pentru fiecare operatie, aferent muncitorului si masinii – unelte, mi=20900/5079.6 =4.1. Se alege ui=4utilaje.Pentru timpul total (anual) de lucru, aferent sculelor aschietoare, mi=5041/5079.6 =0.99. Se alege ui=1 utilaj. Pentru timpul total (anual) de lucru aferent dispozitivelor si verificatoarelor, mi=14116/5079.6 =2.7. Se alege ui=3 utilaje.

5.3. Calculul necesarului de SDV-uriCalculul necesarului de SDV-uri se poate face prin calcul analitic, sau mai putin precis, pe baze statistice.5.3.1. Calculul necesarului de scule

Norma de consum anual de scule, Ncs, se face tinand seama de durabilitatea acestora(intre reascutiri)

N cs=t b ∙ K y ∙ N pp

(r+1) ∙T=0.55 ∙ 1.08 ∙550000

(5+1 ) ∙ 120=453 reprezinta norma de consum anual de scule.

unde: K y=1,05 …1,1 - coeficient care tine seama de distrugerile accidentale ale sculei

r=Mh

=5 - numarul de reascutiri posibile, unde:

- M [mm] - marimea stratului de material al sculei ce se poate indeparta prin reascutiri- h [mm ] - marimea stratului indepartat la o reascutire- T – durabilitatea sculei

5.3.2 Calculul necesarului de dispozitive si verificatoare

N cv=N pp ∙ nv ∙ K y

nd ∙ i reprezinta necesarul anual de dispozitive si verificatoare,

unde: K y=1,05 …1,1 - coeficient care tine seama de distrugerile accidentale ale sculei

nd=2500 [ masuratoriμm

] - durabilitatea

i=0,1 [μm ] – marimea uzurii acceptabile pentru verificatorul respectiv nv - numarul de masuratori efectuate pentru o piesa cu verificatorul respectiv

N cv=550000 ∙ 5∙ 1.08

2500 ∙1000=1.19

Se adopta: N cv=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 semifabricatului

este : Vsf =40cm3.

Masa semifabricatului se determina cu relatia :msf =ρ⋅V sf

rezulta : msf =7 .85⋅0 .04=0. 314 Kg

.Material recuperabil

mdr= π*di2*l*ρ= 3.14*0.092*0.43*7.85=0.086kg

Masa de material necesara productiei pentru un an de zile:M=msf ∙ N pp=0.314 ∙550000=172700 kg

Masa de material recuperabila intr-un an de zile:M r=mr ∙ N pp=0.086 ∙550000=47300 kg

Bibliografie – Capitolul 5:1.Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect, 19952.Ceauşu,I. ş.a. S.D.V. Conducerea activităţiilor de concepţie, fabricaţie, gestiune, Ed. Tehnică, Bucureşti, 19773. Homoş,T.Conducerea şi organizarea întreprinderilor constructoare de maşini.Îndrumar de laborator, I.P.B., 1977

4. Picoş, C.Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin aşchiere, Ed.Universitas, Chişinău,1992

CAP 6.Calculul costului de fabricatie a piesei

6.1. Structura generala a costului de fabricatie unitarPentru aprecierea eficientei unui proces tehnologic, comparativ cu cele similare existente, sau

pentru adoptarea unei variante economice de proces tehnologic, in cazul elaborarii, in paralel, a mai multor variante, compatibile din punct de vedere tehnic cu cerintele impuse piesei, se determina costul piesei sau al lotului de piese. La baza calculelor stau valorile determinate la capitolul 5, privind consumurile de forta de munca, utilaje, SDV - uri si materiale.Calculul costului de fabricatie unitar se poate face pe articole de calculatie, acestea fiind clasificate in doua categorii:

1. cheltuieli directe, care se efectueaza in legatura cu fiecare unitate de produs; in componenta lor intra:

• cheltuieli cu materii prime si materiale directe, din care se scad cheltuielile cu deseurile recuperabile, Cmat;

• cheltuieli cu manopera directa, Cman;2. cheltuieli indirecte, care se efectueaza pentru productie in ansamblu sau sunt comune mai

multor produse; in componenta lor intra:• cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajului, Cifu;• cheltuieli generale ale sectiei (regie de sectie) Rs;• cheltuieli generale ale intreprinderii (regie de intreprindere), Ri;

Costul de fabricaţie unitar, Cu se obtine prin insumarea acestor articole de calculatie: Cu=Cmat+Cman+Cifu+Rs+Ri [lei/piesa]

6.2. Cheltuieli directe6.2.1. Cheltuieli cu materii prime si materiale directe

In functie de tipul semifabricatului utilizat se stabileste costul semifabricatului, raportat la unitatea de masă ksf [lei/kg].

Costul semifabricatului poate fi reprezentat, dupa provenirea acestuia, de costul de sectie, pretul de productie sau livrare si tine seama de materialul de baza utilizat si de cheltuielile de semifabricare.

Costul materialului, Cmat se determina cu relatia : Cmat=msf*ksf-mdr*kdr lei/piesa unde:- msf este masa semifabricatului [kg];- mdr este masa deseurilor recuperabile [kg];- kdr este costul unitar al deseurilor recuperabile [lei/kg];

La anumite cazuri, se adauga si costul altor materiale speciale utilizate.Pentru corpul pompei de apa se calculeaza masa semifabricatului ca produs intre volum si densitate. Volumul se obtine ca suma de mai multe volume astfel: V=V1+V2+V3+V4

6.2.2 Cheltuieli cu manopera directaCostul manoperei Cman se determina pe baza necesarului de forta de munca, a salariilor orare, s i

[lei/ora], in functie de calificarea muncitorului, ca si a celor privind adaosurile procentuale la salariu, stabilite prin hotarare guvemamentala:

Cman=1

60∗(1+ cas+as

100 )∑ si∗t ¿ [lei/piesa]

unde insumarea se face pentru toate operatiile ”i” din procesul tehnologic, tni reprezentand norma de timp la operatia respectiva.unde:

cas=25 % - cota de asigurari sociale; as=5% - ajutor de somaj; Si - salariul orar; t ¿ - norma de timp.

Nr.operațieiCalificarea

muncitorilor(meserie)

Salariu orar, Si

[lei /ora]

Norma de timptni

[min /buc]Si*tni

StrunjireStrungar categori

III10 2 20

FrezareFrezor categoria

III10 1,3 13

Cman=1

60∗(1+ 25+5

100 )∗¿20+13

Cman=13.4leibuc

6.3 Cheltuieli indirecteIn comparatie cu cheltuielile directe, acestea se calculeaza cu ajutorul unor coeficienti de repartitie.

Coeficientii de repartitie se obtin raportand cheltuiala indirecta totala la cheltuiala directa totala, care poate fi cheltuiala totala cu materialele directe sau, manopera directa.

6.3.1. Cheltuieli cu intretinerea si functionarea utilajelor

Aceste cheltuieli cuprind: amortizarea mijloacelor si utilajelor sectiei; cheltuieli pentru reparatii; cheltuieli cu energia, combustibilul si alte materiale tehnologice; cheltuieli cu reparatia si intretinerea sculelor si dispozitivelor. Aceste cheltuieli se pot determina prin inmultirea manoperei directe cu coeficientul de repartitie a cheltuielilor, cu intretinerea si reparatia utilajelor, KCIFU. Valoarea acestui coeficient poate fi apreciat între 0,25...0,50.

Cifu=kCIFU*Cman [lei/piesa]

Cifu=0,25*13.4=3.39 lei/piesa

6.3.2. Cheltuieli generale ale sectiei (regia de sectie)Regia de sectie, Rs, reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de conducere si de alta

natura din cadrul sectiei, amortizarea cladirilor si mijloacelor fixe aferente sectiei, cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de sectie, cheltuieli pentru protectia muncii si cheltuieli de cercetare, inventii si inovatii. Se calculeaza ca procent (100%...350%) din Cman.

Rs=100%* Cman=13.4 lei/piesa

6.3.3. Cheltuieli generale ale intreprinderii (regia generala de intreprindere)Regia generala de intreprindere, Ri reprezinta cheltuielile privind salariul personalului de

conducere, tehnic etc, din intreprindere, amortizarea mijloacelor fixe de interes general, cheltuieli pentru cercetare si instruirea personalului de conducere.- cheltuieli administrativ-gospodaresti la nivel de intreprindere si alte cheltuieli de interes general;- cheltuieli tehnico-administrative ale intreprinderii; se stabilesc procentual (6%...12%) din costul de sectie (Cman+Rs+Cifu).Ri=8/100*(Cman+Rs+Cifu)=0,08*(13.4+13.4+3.39)=2.41 lei/piesaDeci Cu= Cmat+Cman+Cifu+Rs+Ri=2.69+13.4+3.39+13.4+2.41=31.9 lei/piesa

6.4. Calculul pretului piesei

Pretul de producţie, Pp:Pp=Cu⋅(1+ b

100 )[lei/piesa] unde b reprezintă beneficiul intreprinderii,

exprimat procentual.

Pp=31.9*(1+0,3)=41.47/piesa

Pretul de livrare, Pl : Pl=Pp⋅(1+ TVA

100 ) [lei/piesa] unde TVA reprezintă taxa pe valoarea adaugata,

exprimata procentual.Pl=41.47*(1+0,24)=51.42 lei/piesa

Pretul de vanzare cu amanuntul al piesei, corespunzator procesului tehnologic proiectat :

Pa=Pl⋅(1+ ac100 )

[lei/piesă] unde ac reprezmta adaosul comercial exprimat procentual (ac=0..30%).Pa=51.42*(1+0,2)=61.7lei/piesa.

Bibliografie – Capitolul 6:1.Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industriala a autovehiculelor - Indrumar de proiect, 19952.Olariu,C. Costul şi calculaţia costurilor, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1977.3.Vagu,P. ş.a. Organizarea şi planificarea unităţilor industrial,Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 19774.Rusu,C.ş.a. Preţuri şi tarife, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1933.