UNIVERSITATEA DIN PITEŞTI

FACULTATEA DE MECANICĂ ŞI TEHNOLOGIE

SPECIALIZARE: T.C.M.

Proiectla

TEHNOLOGIA FABRICĂRII PRODUSELOR 2

Îndrumător: RACHIERU NICOLETA Student: Săulescu Constantin-Marius

Grupa: T.C.M. 4.1.2.

2012-2013

CUPRINS

1- Analiza funcţional-constructivă a piesei

1.1- Codificarea suprafeței piesei1.2- Identificarea caracteristicilor geometrice constructive prescrise și rolul suprafețelor bucșei1.3- Caracteristicile materialului piesei1.4- Analiza tehnologicității piesei

2- Proiectarea semifabricatului

2.1- Stabilirea metodelor şi procedeelor de obţinere semifabricatului 2.2- Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare2.3- Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului2.4- Stabilirea tratamentelor primare

3- Proiectarea variantelor preliminarii de proces tehnologic

3.1- Stabilirea metodelor şi procedeelor de prelucrare a suprafeţelor semifabricatului3.2- Principii generale de proiectare și restricții specifice grupului din care face parte piesa3.3- Stabilirea conţinutului şi succesiunii operaţiilor procesului tehnologic

4- Proiectarea procesului tehnologic de fabricare pentru prima variantă

4.1- Determinare adaosurilor de prelucrare şi calculul dimensiunilor intermediare 4.2- Proiectarea operaţiilor procesului tehnologic

A. MEMORIUL TEHNICO-ECONOMIC

1. ANALIZA FUNCŢIONAL-CONSTRUCTIVÃ A PIESEI

1.1. Codificarea si clasificarea suprafeţelor piesei

Pentru o identificare ușoară a suprafețelor, este necesară codificarea acestora în fincție de modul lor de realizare. Pentru codificarea suprafețelor se pleacă de la desenul de execuție initial și se realizează schițe ale acestora, astfel încât să fie evidențiate toate elementele geometrice ale acesteia.

Pentru a pune în evidență toate suprafețele piesei este necesară realizarea unei vederi frontale și a unei suprafețe axiale. Schițele piesei sunt numerotate în figura 1.

Figura 1. (Codificarea suprafețelor piesei)

1.2. Identificarea caracteristicilor geometrice constructive prescrise și rolul suprafețelor bucșei

Pe baza desenului de execuție a bucșei și a codificării suprafețelor, se analizează precizia dimensională, de formă și de poziție, precum și rugozitățile suprafeței piesei. Datele rezultate sunt cele din tabelul următor:

Condiții tehnice prescrise suprafețelor piesei Tabel 1

Sk Forma suprafețeiDimensiuni principale

[mm]

Rugozitate Ra[μm]

Treapta (clasa)

Toleranța de formă

[mm]

Poziția reciprocă

Alte condiții

S4 Plan-frontală 52±0,3 (Ø90/Ø46)

6,3 IT 12 - - -

S6 Plan-frontală 30±0,2 (Ø90/Ø46)

6,3 IT 13 - - -

S10 Plan-frontală 53±0,3 (Ø56/Ø46)

6,3 IT 13 - - -

S5 Plan exterioară 30±0,25 6,3 IT 13 - - -S8 Cilindrică

exterioară∅ 55−0.03

+0,00 0,8 IT 6 - -

S12 Cilindrică exterioară

Ø90±0,4 6,3 IT 14 - - -

S1 Cilindrică exterioară

∅ 42+0,00+0,34 0,8 IT 7 - Baza de

referință P-

S9,S16 Conică exterioară (teșitură)

1±0,1X45 6,3 IT12 - - -

S11 Conică exterioară (teșitură)

2±0,1X45 6,3 IT 12 - - -

S13 Conică exterioară (teșitură)

2±0,1X45 6,3 IT 12 - - -

S7 Canal circular exterior

Ø52±0,3 /2/2

6,3 TI 12 - - -

S12,S3 Canal interior Ø47±0,25 /1/1,9

6,3 TI 13 - - -

S15 Canal longitudinal ∅ 8+0,022+0,050X

42+0,00+0,34X

∅ 46+0,15+0,17

1,6 IT 8 - - -

S14 Gaură netedă Ø6±0,1 6,3 IT 12 - - -

Se incadrează suprafeţele piesei în una din urmatoarele trei categorii, cu menţionarea rolului suprafeţelor principale și tehnologice:- principale (funcţionale): suprafeţe ce determină parametrii de funcţionare ai piesei;- tehnologice : suprafeţe utilizate pentru orientarea piesei în procesul de fabricare;- libere : cele care nu determină parametrii de funcţionare a piesei şi nu sunt utilizate ca baze de orientare a piesei în procesul de fabricare.

Această analiză se va prezenta într-un tabel de forma celui următor: Clasificarea suprafețelor piesei Tabelul 2

Categoria de Codul Rolul suprafeței

suprafață suprafețeiPrincipală

(funcțională)S8 Bază de referință, asigură ghidarea unei piese.S6 Asigură centrarea și rezemarea piesei în ansamblu.S5 Asigură poziționarea unghiulară corespunzătoare a

piesei față de corpul produsului.Tehnologică S7 Are rol în tehnologia de prelucrare asigurând ieșirea

sculei și permite evacuarea așchiilor la rectificarea suprafețelor vecine.

S5 Asigură prelucrarea ușoară a găurilor.

1.3. Caracteristicile materialului piesei

Materialul din care este executată piesa este 31MoCr11. STAS-ul din care se extrage acest material este: STAS 11500/2-89. Compoziția chimică și structura materialului, proprietățile fizico-mecanice precum și tratamentele termice (preliminare și finale) care pot fi prescrise și prezentate în tabelele de mai jos:

Compoziția chimică și structura materialului Tabel 3

Elementul de aliere

C Mn Cr Ni Mo Si Al Cu S P Marcare

% 0,3-0,36

0,6-0,85

0,9-1,25

≤ 0,3

0,2-0,3

0,15-0,4

˂ 0,05

˂ 0,3

≤ 0,04

≤ 0,025

Albastru-roz-verde

Proprietățile fizico-mecanice Tabel 4

Limita de curgere, Rp0,2 [N/mm²]

Rezistența la rupere Rm [N/mm²]

Alungirea la rupere A5 [%]

Reziliența KCU la 20ºC [J/cm²]

min. 1320 1620 - 1860 6 40

Tratamente termice Tabel 5

Recoacere Normalizare Călire RevenireTemp.,[0C] Mediu Temp.,[0C] Mediu Temp.,[0C] Mediu Temp.,[0C] Mediu700…730 cuptor 870 aer 850 ulei 200 aer

Canal de pană, notate cp; Găuri netede, notate gn; Suprafețe elicoidale, notate el.

Pentru fiecare tip de element geometric, se inventariază numărul elementelor cu dimensiuni diferite - e t, apoi se calculează gradul de unificare constructivă, λe. Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 6.

Gradul de unificare a elementelor constructive Tabel 6

Tipul elementului constructiv

Codul suprafețelor cu dimensiuni diferite/nr.

supraf. cu dim. diferite, ed

Nr. total al suprafețelor de același tip, e t

Gradul de unificare constructivă: λe=

ed

e t

Suprafețe cilindrice interioare

S1/0 S1/1 0

Suprafețe cilindrice exterioare

S8,S12/2 S8,S12/2 1

Gaură netedă S14/0 S14/1 0Canale exterioare S7/0 S7/1 0Canale interioare S2=S3/1 S2,S3/2 0.5Suprafețe plan-

frontaleS4,S6,S10/3 S4,S6,S10/3 1

Suprafețe conice S9=S11=S13;S16/2 S9,S11,S13,S16/4 0.5Caneluri S15/0 S15/0 0.5

Se constată că tipodimensiunile piesei sunt limitate (dacă λe= 0 ˂=˃ dimensiunile elementelor constructive din Tipul respective sunt aceleași) pentru: suprafețe cilindrice interioare, găurile filetate și canalul de pană. Acest lucru constituie un indicator al bunei tehnologicități constructive a piesei.

În schimb, tipodimensiunile suprafețelor cilindrice exterioare sunt diversificate (dacă λe= 1 ˂=˃ toate dimensiunile suprafețelor cilindrice sunt diferite între ele). Acest lucru arată o tehnologicități constructivă minima a piesei.

Rezultă următorul grad de unificare constructivă:

λe=¿ (0+1+0+0+0.5+1+0.5+0.5)/8=0.4375

Semifabricatul din care se poate obține piesa

Piesa este executată din 33MoCr11, iar tipul producției este de serie mijlocie. În legătură cu semifabricatul din care se obține piesa se pot preciza următoarele:

Acesta poate fi obținute prin matrițare pe prese (cu formă apropiată de piesa de realizat) sau prin laminare la cald (sub formă de bară). Alegerea modului de obținere a semifabricatului depinde de condițiile concrete existente la întreprinderea care execută piesa, și, eventual, de posibilii furnizori de semifabricate;

Datorită diametrului exterior maxim relativ mare (Ø 90), se justifică economic utilizarea unui semifabricat matrițat cu alezaj;

Pentru realizarea semifabricatului matrițat cu alezaj, piesa respectă condițiile de tehnologicități impuse în procedeele de forjare în matriță.

Prelucrarea semifabricatului

Rugozitatea generală prescrise piesei este Ra=6.3, ceea ce impune prelucrarea prin așchiere a tuturor suprafețelor semifabricatului. De aceea, se vor avea în vedere condițiile de tehnologicitate impuse în procedeele de prelucrare prin așchiere.

Prelucrabilitatea prin așchiere a materialului 33MoCr11 este corespunzătoare. Totuși, pentru obținerea unei granulații fine și uniforme, care favorizează prelucrările prin așchiere, este recomandată realizarea unui tratament termic primar de normalizare sau înmuiere, indiferent de modul de obținere al semifabricatului.

În legătură cu caracteristicile constructive prescrise suprafețelor, se constată că acestea necesită prelucrări prin:

Strunjire: suprafețele 1, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13; Frezare: suprafața 5; Găurire: suprafața 14; Rectificare exterioare: suprafața 8; Rectificare interioare: suprafața 1; Broșare: suprafața 15.

O grupare a suprafețelor pe tipuri de suprafețe și procedeele aplicabile acestora este prezentată în tabelul 7.

Procedee de prelucrare aplicabile suprafețelor piesei Tabelul 7

Tip suprafață Nr. (cod) suprafață

Procedeele de prelucrare aplicabile tipului de suprafață

Observații privind respectarea condițiilor de tehnologicitate

Cilindrică exterioară S12 Strunjire Posibil de realizat

S8 StrunjireRectificare

Posibil de realizat

Cilindrică interioară S1 StrunjireRectificare

Posibil de realizat

Plan-frontală S4,S6,S10 Strunjire Posibil de realizatGaură netedă S14 Burghiere Posibil de realizat

Conică (teșitură) S9,S11,S13 Strunjire Posibil de realizatCanal circular

exteriorS7 Strunjire Posibil de realizat

Canal circular interior

S2,S3 Strunjire Posibil de realizat

Suprafață plană S5 Frezare Posibil de realizatCaneluri S15 Broșare Posibil de realizat

2. Stabilirea semifabricatului economic

2.1 Stabilirea metodelor şi procedeelor de obţinere a semifabricatului

Alegerea dimensiunilor semifabricatului din care se execută ulterior piesa finită reprezintă o etapă deosebit de importantă în realizarea unei tehnologii corecte, eficiente şi economice.

Executarea reperului dintr-un semifabricat cu dimensiuni prea mari va duce la o risipă, un timp de prelucrare ridicat şi o uzură a sculelor foarte mare. De asemenea, alegerea unui semifabricat cu dimensiuni foarte apropiate de cele ale piesei finite poate duce la riscul obţinerii unui rebut irecuperabil. Pentru stabilirea semifabricatului se va ţine cont de următoarele considerente tehnico-economice: forma, dimensiunile şi rolul funcţional al piesei, condiţiile de funcţionare, tipul de producţie în care se încadrează fabricaţia piesei. Pentru reperul BUCȘĂ se va folosi semifabricatul laminat sau matriţat la cald. Forma semifabricatului matriţat este prezentată în fig.3, iar forma semifabricatului laminat este prezentată în fig.4.

A. Semifabricat matriţat pe maşini de forjat vertical

Producţia economică a pieselor ce urmează a se obţine din semifabricat matriţat depinde în mare măsură de procedeul de matriţare ales. O dată cu alegerea procedeului de matriţare trebuie analizat şi modul de întocmire a desenului piesei matriţate. Pentru acest semifabricat am ales matriţarea pe prese.

Avantaje:

productivitate mare; precizie şi calitate a suprafeţelor este ridicată; permite obţinerea semifabricatelor/pieselor de complexitate mare; posibilitatea mecanizării şi automatizării procesului; zgomot redus.

Dezavantaje:

limitarea masei şi dimensiunilor semifabricatelor; costul ridicat al matriţelor.

B. Semifabricat laminat

Prelucrarea prin laminare este principalul procedeu de obţinere a semifabricatelor care fac legătura dintre metalurgia extractivă şi cea prelucrătoare. Peste 90% din producţia de oţelse transformă în produse laminate. Avantaje:

proces continuu, productivitate de 5-10 ori mai mare decât la operaţiile de matriţare în unele cazuri;

economii importante de material care variază între 15-25%, prin reducerea substanţială a bavurii, a capetelor de prindere cu cleştele;

permite un grad mare de mecanizare şi automatizare a procesului tehnologic.

Dezavantaje:

precizie dimensională şi calitate a suprafeţelor inferioare celor obţinute prin deformare plastică;

complexitate ridicată a utilajelor de lucru.

Fig. 3

Fig. 4

2.2 Adoptare adaosurilor totale de prelucrare

Pentru semifabricatele alese anterior se prezintă tabelar mărimile adaosurilor totale de prelucrare, a înclinaţiilor şi a razelor se racordare ( adaosuri tehnologice), după ce acestea au fost adoptate din normative în funcţie de:

-metoda/procedeul de semifabricare;-clasa în care se încadrează semifabricatul;

-modul de dispunere a suprafeţelor piesei în raport cu planurile de separaţie şi dimensiunile suprafeţelor;

-materialul piesei. Adaosurile de prelucrare prin aşchiere pentru semifabricatele matriţate sunt stabilite conform STAS 7670-66 în funcţie de dimensiunile de gabarit ale pieselor şi de clasa de precizie aleasă. Dacă piesa matriţată urmează şi o prelucrare de finisare atunci la adaosul din tabel se adaugă 0,25 mm pe latură (pentru suprafeţe cu Ra=3,2…12,5), iar dacă urmează şi o rectificare atunci se adaugă 0,5 mm (pentru suprafeţe cu Ra<=1,6).

Dimensiunile semifabricatului matrițat Tabelul 8

Suprafața Sk

Dimensiunea suprafeței piesei [mm]

Adaosul total de prelucrare

Dimensiunea suprafeței semifabricatului [mm]

Abaterile limită ale suprafețelor semifabricatului

S6 30(Ø90/Ø46)

1.25 32.5(Ø90/Ø46)

32.5±0.9

S8 Ø55 1.5 Ø58 58±1.0S10 53

(Ø56/Ø46)1.5 56 56±1.0

S12 Ø90 1.5 Ø93 93±1.0

Tabelul 9

Rază de racordare exterior 5Înclinații tehnologice exterior 5º

Dimensiunile semifabricatului laminatTabelul 10

Suprafața Sk

Dimensiunea suprafeței

piesei [mm]

Adaos de prelucrare

[mm]

Dimensiunea suprafeței

semifabricatului [mm]

Abaterile limită ale suprafețelor semifabricatului

S4 53 2 57 57−1.3+0.6

S1 Ø90 2,5 95 95−1.9+1.0

2.3 Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului

Compararea variantelor de semifabricat se va face pe baza unor criterii tehnico-economice. Criteriile pe baza cărora se alege semifabricatul optim sunt: gradul de apropiere a semifabricatului de piesă; precizia semifabricatului; costul semifabricatului.Tabelul cu criteriile de analiză

Tabelul 10

CriteriulPonderea criteriului

Tip semifabricat

Note pe tip semifabricat

Punctaj pe tip semifabricat

M L M LGradul de

apropiere a semifabricatului

de piesă0,5

M3 2 1,5 1,0

L

Precizia semifabricatului 0,2

M3 4 0,6 0,8

L

Costul semifabricatului 0,3

M3 5 0,9 1,5

L

Total punctaj pe semifabricat3 3,3

Justificaerea modului de acordare a notelor