Proiectarea procesului tehnologic

Analiza funcţional- constructivă a piesei

Rolul funcţional al piesei

Ochiul de cuplare se execută din fonta FC 25 având rolul de a cupla.Ochiul de cuplare este alcătuită din mai multe suprafeţe care pot fi funcţionale, tehnologice şi libere. Suprafeţele înscrise pe desen sunt:

S1- suprafaţă liberăS2- rol funcţionalS3- suprafaţă liberăS4- suprafaţă liberăS5- suprafaţă liberăS6- suprafaţă liberăS7- suprafaţă liberăS8- rol funcţionalS9- suprafaţă liberăS10- suprafaţă liberăS11- rol funcţionalS12- suprafaţă liberăS13- suprafaţă liberăS14- suprafaţă liberă

Caractetisticile geometrice constructive prescrise piesei

În tabelul următor este analizată fiecare suprafaţă din punct de vsdere al preciziei dimensionale, de formă, de poziţie reciprocă şi al rugozităţii :

Nrcrt.

Forma Dimensiunea principală

Treapta de precizie

Rugozitatea Ra

Toleranţa de formă

Toleranţa de poziţie

Alte caracteristici

1 Plană-frontal

238±0,2 IT 10 3,2

2 Cilindrică interioara

7 IT 10 3,2

3 Plan frontala

23 IT 10 3,2

4 Plan frontala

35 IT 10 3,2

5 complexa 4 IT10 3,2┴ 0.03 A

6 Plan frontala

4 IT10 3,2

7 Plan frontala

26 IT10 3,2

8 Cilindrică interioară

10,5 IT 10 3,2

9 Spuraf complex.

IT13 3,2

10 Cilindrică exterioara

23 IT13 3,2

11 Cilindric interioara

15 IT 10 3,2

12 Conic interioara

145 IT10 3,2

13 Conic interioara

0,545 IT10 3,2

14 Conic interioara

0,545 IT10 3,2

Caracreristicile materialului piesei

Fonta FC 25 face parte din norma STAS 568-80Continutul de carbon cuprins intre 7 si 25%, in functie de gradul de grafitizare. Fonte cenuşii cu grafit lamelar modificate. Se caracterizează prin proprietăţi mecanice

ridicate R=250…450 N/cm 2 , A=0,8…1,2%, 200…280 HB, încadrându-se în mărcile Fc250,…,Fc400. Compoziţia chimică: C= 2,8…3,2%; Si=0,6…2,0%; Mn=o,6…1,2%;P max =0,1%; S max =0,1%; S C =0,75…0,85.

Structura este perlitică (100%P), fină şi cu grafit lamelar, uniform repartizat. Aceste fontese obţin în urma unei modificări, ele situându-se iniţial în domeniul fontelor albe sau pestriţe.

Fontele cenusii au o buna capacitate de amortizare a vibratiilor, se folosesc la fabricarea organelor de masini supuse la oboseala , la uzare si la socuri puternice , cum sunt : arborii

// 0.05 A

┴ 0.03 A

// 0.05 A

motori, roti dintate , piese pentru motoare si masini agricole , corpuri de prese hidraulice, corpuri pentru ciocane de forja etc.

Ferita , care se gaseste in fonte, poate avea proprieteti mult diferite de cea din oteluri datorita dizolvarii unor cantitati mari de Fe si de P, care in fonte se gasesc in procente mai ridicate decat la oteluri .

Tehnologicitatea construcţiei piesei

Fonta FC 25 este o fonta cu prelucrabilitate prin aschiere foarte buna datorita efectului lubrifiant al grafitului. Cresterea raportului ferita/perlita determina cresterea prelucrabilitatii prin aschiere.

Pentru obţinera ochiului de cuplare se pot folosi operaţii de strunjire, găurire, frezare, rectificare, fără să avem probleme prea mari.

Sculele utilizate nu trebuie să fie prea pretenţioase, ele putând fi confecţionate din oţeluri de scule speciale.

Pentru piesa dată putem să obţinem un semifabricat turnat. Prin turnare se pot obţine piese oricât de complicate, lucru care nu este posibil prin nici un alt proces tehnologic (laminare, forjare, matriţare, sudare etc.), piesa turnată având dimensiuni foarte apropiate de cele ale piesei finite.

Dacă la fabricarea unei piese de complexitate medie aşchiile reprezintă 75% din masapiesei în cazul pieselor forjate liber şi 50% în cazul forjării în matriţă, la piesele turnate din oţel această pierdere de material reprezintă cca 30…40%, iar la cele din fontă numai 20%.

Teşiturile 145 si 0.545 se poat obţine prin prelucrarea cu sculă specială de teşit.Profilul exterior se obţine printr-o succesiune normală de operaţii de strunjire şi frezare.Efortul de prelucrare pentru strunjirea interioară poate fi destul de mare.Pentru aceasta se

realizeaza dupa realizarea suprafetei S8 , realizata prin gaurire.Ulterior piesa se fixeaza pe strung pentru a realize suprafata S11, suprafata cilindrica ce are axa de simetrie perpendicular pe suprafata A , frezata anterior.

Materialul piesei are o bună comportare în exploatare, o bună prelucrabilitate prin aşchiera datorita grafitului.

Precizia şi calitatea piesei sunt bine corelate, desenul de execuţie cuprinzând toate datele necesare privind toleranţela şi rugozitatea suprafeţei.

Adoptarea procedeului economic de realizare a semifabricatului

Pentru alegerea semifabricatului optim din punct de vedere se va face o comparaţie succesivă costuri- forma constructivă a celor două tipuri de semifabticate prevăzute.

Se va avea în vedere costul afectiv al semifabricatului individual, succesiv optim de degroşare care asigură apropierea de piesa finită.

Relaţii de calcul al costurilor semifabricatului:1 Semifabricat lamimat + degroşări importante

CL=G xCml+SxTU (1+RS (100)) , lei/bucata

2 Semifabricat forjat în matriţă ( fără degroşări )

CFM=Gi xCml+Com(1+

RS

100 )+ Cm

N,lei /bucata

Unde, G= greutatea semifabricatului laminat Gi= greutatea materialului iniţial pentru forjare Cml= costul unui Kg de material laminat S = salariul orar al operaţiei de degroşare Tu= timpul unitar al operaţiei de degroşare

Rs= regia secţiei în care au loc operaţiile respective Com= costul unitar al operaţiei de matriţare N = numărul pieselor executate cu aceeaşi matriţă

Adoptarea adaosurilor totale de prelucrare

Abaterile minime ale lungimilor şi diametrelor adoptate pentru semifabricat este ales conform tabelului 8.28 pag 121 A Vlase. Tabelul 8.28 Adaosurile limită la dimensiunile L şi H pentru piesele matriţate în clasa II de precizie pe maşini verticale

Adaosurile de prelucrare şi abaterile minime ale lungimilor şi diametrelor adoptate sunt prevăzute în tabelul următor.

Nr suprafeţe

Forma suprafeţei

Cota finală Adaos pe o parte [mm]

Abateri Cota semifabricat

S1 frontală 118 -0.036 -0.071

2,25 1,4 121,1361,4

S2 Cilindrică exterioară

20-0,2 2,5 +1,1-0,5

24,1+1,1 -0,5

S3 frontală 26 1,25 0,9 27,60,9S4 Cilindrică

exterioară76 3,5 +1,6

-0,881,4+1,6 -0,8

S5 frontală 60 -0,030 -0,060

1,50 1,0 62,31,0

S6 Cilindrică interioară

20,5 1,25 +1,2-0,6

21,8 +1,2 - 0,6

S7 Cilindrică interioară

20 1,25 +1,1-0,5

21,4+1,1 -0,5

S8 Cilindrică interioară

13 1,25 +1,1-0,5

14,4+1,1 -0,5

S9 Cilindrică interioară

26 1,25 +1,2-0,6

27,3 +1,2 -0,6

S1- suprafaţă liberăS2- rol funcţionalS3- suprafaţă liberăS4- suprafaţă liberăS5- suprafaţă liberăS6- suprafaţă liberăS7- suprafaţă liberăS8- rol funcţionalS9- suprafaţă liberăS10- suprafaţă liberăS11- rol funcţionalS12- suprafaţă liberăS13- suprafaţă liberăS14- suprafaţă liberă

Calculul adaosurilor de prelucrareAdaosul de prelucrare total se obţine cu relaţiile:

Apt=Dpf −Dsf

2pentru alezaje ;

unde: Apt - adaos de prelucrare totalsf - semifabricatpf - piesă finită

Stabilirea preliminara a adaosurilor de prelucrare si executarea desenului semifabricatului

Determinarea adaosurilor de prelucrare este strans legat de calculul dimensiunilor primar si al dimensiunilor semifabricatului.

Dimensiunile calculate ale semifabricatului servesc la proiectarea matritelor. Stabilirea unor valori optime ale adaosurilor de prelucrare permite efectuarea calculului corect al masei semifabricatelor si al consumurilor specifice de materiale, precum si al regimurilor de aschiere si normelor tehnice de timp pentru operatiile de prelucrare mecanica prin aschiere.

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc urmatoarele metode:–metoda experimental statistica;–metoda de calcul analitic.Prin metoda experimental-statistica adaosurile de prelucrare se stabilesc cu ajutorul unor

standarde, normative sau tabele de adaosuri , alcatuite pe baza experientei uzinelor sau a unor date statistice. Folosirea tabelelor de adaosuri accelereaza proiectarea proceselor tehnologice, insa nu prezinta garantia ca adaosurile de stabilite in acest mod sunt intr-adevar minime pentru conditiile concrete de prelucrare, deoarece adaosurile experimental-statistice sunt determinate fara a tine seama de succesiunea concreta a operatiilor (fazelor) de prelucrare a fiecarei suprafete, de schemele de asezare a semifabricatului la diferite operatii operatii de prelucrare prin aschiere si de erorile prelucrarii anterioare.

Metoda de calcul analitic al adaosurilor de prelucrare, se bazeaza pe analiza factorilor care determina marimea adaosului si stabilirea elementelor componente ale acestuia pentru coinditiile concrete de efectuare a diferitelor operatii tehnologice. Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare permite determinarea unor dimensiuni primar optime la toate operatiile succesive de prelucrare si asigura un numar minim de operatii si faze de prelucrare, necesare obtinerii calitatii prescrise a piesei prelucrate.

In cele ce urmeaza se va calcula adaosul de prelucrare pentru cateva suprafete ale arborelui cu came folosind metoda de calcul analitic.

Adaosul de prelucrare primar este stratul de material ce se indeparteaza la operatia (sau faza) respectiva de prelucrare prin aschire de pe suprafata considerata.

Adaosul de prelucrare total este stratul de material ce se indeparteaza prin efectuarea tuturor operatiilor (fazelor) succesive de prelucrare prin aschiere a suprafetei considerate, de la semifabricat pana la piasa finita, in scopul respectarii conditiilor de precizie a suprafetei si de calitate a stratului superficial.

Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare se efectueaza numai dupa stabilirea traseului tehnologic (succesiunii operatiilor) si precizarea procedeului de obtinere a semifabricatului. Pentru fiecare operatie trebuie calculata in prealabil eroarea de orientare si eroarea de fixare, care sunt marimi ce se include in relatiile de calcul ale adaosurilor.

La calculul analitic al adaosurilor de prelucrare se considera ca marimea adaosului primar pentru operatia (faza) considerata trebuie sa fie suficienta pentru a putea fi inlaturate toate abaterile fazei precedente de prelucrare mecanica sau de tratament termic, precum si pentru compensarea erorii de instalare aparuta la operatia (faza) considerata.

Adaosul de prelucrare primar minim , pentru prelucrarea prin metoda obtinerii automate a preciziei dimensiunilor,pentru adaosuri simetrice se calculeaza cu relatia:

2 A pi min=2 (R zi−1+S i−1 )+2√ρi−1

2 +εi2

Notatiile folosite sunt urmatoarele:

Ap i min este adaosul de prelucrare minim pentru operatia (faza) i, considerat pe o parte (pe raza);2Ap i min – adaosul de prelucrare minim pentru operatia (faza) I, considerat pe diametru;Rz i-1 – inaltimea neregularitatilor profilului, rezultat la operatia (faza) precedenta i-1;ρi-1 – abaterile spatiale ale suprafetei de prelucrat fata de bazele tehnologice ale piesei, ramase dupa efectuarea operatiei (fazei) precedente i-1;εI - eroarea de instalare a suprafetei de prelucrat (initiale) la operatia sau faza considerata i;

Dimensiunile primar (operationale) sunt dimensiunile pe care le capata in mod succesiv suprafetele piesei la diferite noperatii (faze) de prelucrare prin aschiere, incepand de la semifabricat pana la piesa finita.

Acestea sunt dimensiuni tehnologice care se noteaza in documentatia de fabricatie, respectiv planul de operatii.

Pentru suprafeţele Φ 23 0,006 mm

a) pentru rectificare se adoptă :

2Api nom = 190 mDiametrul maxim al suprafeţei finite este:23 + 0,006 = 23,006 mmDiametrul maxim înainte de rectificare (după strunjire) este:

Di-1 max = di max + 2Api nom = 23,006 + 0,190 = 23,196 mmse rotunjeşte:di-1 max = 23,2 mmdi-1 nom = di-1 max = 23,2 mmSe alege toleranţa pentru opeeraţia de strunjire (treapta 10 de precizie): 70 mDiametrul minim:Di-1 min = di-1 max - Ti-1 = 23,2 - 0,070 = 23,13 mm

Operaţia de strunjire se execută la cota Φ23 ,2−0 , 020

mm.

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

Suprafetele caracteristice reprezinta acele suprafete care vor fi prelucrate, ele determinand structura procesului tehnologic.

Intrucat arborele primar se va prelucra cu prindere intre varfuri, o importanata deosebita o reprezinta frezarea suprafetelor frontale si executarea gaurilor de centrare, de corectitudinea acestora depinzand intregul proces tehnologic ulterior.

Deoarece raportul dintre lungimea si diametrul arborelui primar este mare, rigiditatea lui este mica, din care cauza la prelucrare este necesara sprijinirea lui suplimentara. Deoarece in cursul operatiilor de prelucrare rezulta deformari inevitabile, se prevad si operatii de indreptare (redresare) pe prese (bataia radiala maxima 0,02…0,05 ).

Stabilirea succesiunii logice de prelucrare mecanica, tratament termic (termochimic) si control

Alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare. Arborele primar se prelucrează cu prinderea între vârfuri şi sprijinire radială suplimentară în linete deschise. Pentru execuţia găurilor de centrare se utilizează maşini bilaterale de frezat şi centruit specializate.

După executarea găurilor de centrare se strunjesc şi eventual se rectifică fusurile în vederea aşezării în linete. Aceste operaţii se execută cu aşezarea arborilor între vârfuri şi se combină cu prelucrarea şi a altor suprafeţe.

In anumite cazuri, arborele primar se lustruieste sau se superfinisează. Lustruirea se face cu bandă de hârtie sau de pânză la maşini speciale. Superfinisarea se poate executa eu ajutorul unor dispozitive cu role sau cu bile. In general, pot fi propuse mai multe variante de succesiune a operatiilor, in cazul de fata criteriul ales a fost cel economic.

Alegerea utilajelor si instalatiilor tehnologice

Masinile-unelte si utilajele utilizate pentru fiecare operatie in parte sunt urmatoarele: agregat special pentru frezarea capetelor si centruire, strung semiautomat pentru strunjirea fusurilor, masina de rectificat rotunda pentru rectificarea fusurilor sau numai a fusulului central in vederea asezarii, masina de frezat vertical pentru frezarea canalului de pana, strung semiautomat de copiat multicutite pentru strunjirea si finisare, masina de frezat pentru frezarea danturii, instalatie speciala de calire prin curenti de inductie pentru tratament chimic, cuptor de detensionare, aparat de control al duritatii, presa de indreptat, feroflux , masina de superfinisare, demagnetizor, instalatie de fosfatare, de spalare si aparatura de control pentru control final.

Prelucrarea arborilor prin strunjirea pot urmari doua scopuri : obtinerea piesei finite in conformitate cu cerintele desenului sau pregatirea piesei in vederea efectuarii unor lucrari de finisare.

Pentru strunjirea arborilor se pot folosi strunguri normale , strunguri revolver, strunguri muticutite, strunguri automate (mono si multiaxe) sau cu comanda dupa program, agregate. In general strunjirea se face in doua etape : degrosare si finisare.Felul prelucrari Treapta de precizie

economica Rugozitatea suprafetei Ra

Strunjire Degrosare

14 - 15 12,5 – 25

Strunjire Semifinisare

12 - 13 6,3 – 12,5

Strunjire Finisare

9 - 10 3,2 – 6,3

Diferitele procedee de prelucrare a arborilor prin strunjire:

strunjirea frontala cu avans longitudinal

strunjirea frontala cu avans transversal

Adoptarea schemelor de orientare (bazare) si fixare a piesei

Alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare. Arborele primar se prelucrează cu prinderea între vârfuri şi sprijinire radială suplimentară. Pentru execuţia găurilor de centrare se utilizează maşini bilaterale de frezat şi centruit specializate.

După executarea găurilor de centrare se strunjesc şi eventual se rectifică arborii în vederea aşezării. Aceste operaţii se execută cu aşezarea arborilor între vârfuri şi se combină cu prelucrarea şi a altor suprafeţe.

In cadrul acestui capitol se foloseste notiunea de “baza de referinta” in sensul de element geometric component al unui produs .

Prin bazarea piesei se intelege orientarea acesteia pe masina-unealta sau in dispozitiv, adica a suprafetei de prelucrat in raport cu traiectoria muchiei aschietoare, tinand seama de conditiile impuse prelucrarii si de sistemul de referinta al celor trei axe la care se raporteaza gradele de libertate ale piesei ce se prelucreaza .

Semifabricatul de prelucrat, fiind un corp rigid in spatiu, poseda sase grade de libertate in raport cu cele trei axe de coordonate perpendiculare intre ele. Stabilirea pozitiei static determinate a piesei se realizeaza prin eliminarea tuturor celor sase grade de libertate cu ajutorul a sase puncte de reazam .

Pentru prelucrarea arborilor asezarea si fixarea pe masina unealta se face folosindu-se suprafata exterioara cand prinderea are loc in universal si varful papusii mobil sau folosindu-se gaurile de centrare cand prinderea se face intre varfurile masinii. Baza de referinta in aceste cazuri de prelucrare este axa de rotatie a semifabricatului.

Alegerea S.D.V.-urilor

Din cataloage de scule standardizate sau speciale se adopta si se prezinta sumar sculele utilizate la fiecare operatie, definite prin :

- materialul propus pentru scula ;- destinatia sculei ;- forma, dimensiunile si alte caracteristici specifice fiecarei scule, prin simbolizarea STAS;

Pentru discurile abrazive se vor mentiona , pe langa dimensiuni, si caracteristicele: de material, granulatie, duritate, liant.

Alegerea caracteristicilor sculelor se face in concordanta cu materialul , forma,dimensiunile si conditiile tehnice de precizie si calitate ale suprafetei impuse piesei de prelucrat, avand in vedere criteriul economic.

Pe langa dispozitivele de bazare si fixare mentionate se adopta celelalte dipozitive si verificatoare, recomandabil, dintre cele standardizate. Dispozitivele speciale se proiecteaza odata cu proiectarea tehnologiei de fabricatie.

La alegerea S.D.V. - urilor trebuie avuta in vedere diferentierea , in aceasta privinta , adiferitelor tipuri de productie:

- in productia de masa - grad de utilizare cu S.D.V. - uri ridicat, dispozitive de control automat si activ, verificatoare speciale;

- in productia de serie - grad mediu de utilizare cu S.D.V.-uri , cu tendinta de utilizare a S.D.V. -urilor compuse din elemente demontabile si utilizarea verificatoarelor speciale;

- in productia individuala - grad redus de utilizare cu S.D.V. - uri si utilizarea instrumentelor de masura universale.

In constructia de masini, un rol foarte important in executarea reperelor componente ale unui produs, in asamblarea si in verificarea lor, il are, pe langa alegerea unui proces tehnologic corespunzator, si stabilirea celor mai indicate scule in functie de volumul productiei ce urmeaza a fi realizat.

In complexul masina-scula-piesa, notiunea de scula cuprinde, la randul sau, un domeniu larg de echipamente tehnologice, care, in ultima instanta, determina productivitatea muncii si calitatea pieselor prelucrate. Acest domeniu este impartit in trei categorii:scule, dispozitive si verificatoare, denumite pe scurt S.D.V.-uri.

Numarul de S.D.V.-uri necesare prelucrarii unui produs se numeste grad de utilare. Necesitatea stabilirii gradului de utilare a unui produs are doua aspecte: primul aspect consta in asigurarea calitatii produsului si a productivitatii muncii cat mai ridicate, de unde rezulta un grad de utilare mare; al doilea aspect consta in asigurarea pretului de cost minim, de unde rezulta un grad de utilare mic. De aceea, pentru determinarea gradului de utilare optim, in conditiile seriei de fabricatie date trebuie sa se tina seama de ambele aspecte.

Dispozitivele maresc productivitatea masinilor-unelte, prin fixarea rapida a piesei pe masina, prelucrarea simultana a mai multor piese, prelucrarea cu mai multe scule simultan a unei singure piese sau prin toate acestea la un loc.

Calitatea prelucrarii pieselor cu sculele si dispozitivele prevazute in echipamentul tehnologic trebuie controlata cu verificatoare adecvate, din punctul de vedere al preciziei si al rapiditatii masuratorilor. In acest scop, in afara aparatelor de control universale, se prevad verificatoare specifice fiecarei dimensiuni importante, finale sau primare, obtinute in procesul de prelucrare.

Cantitatea mare de verificatoare de care este nevoie necesita, si in acest caz, o deosebita atentie asupra economicitatii folosirii lor, asupra maririi durabilitatii de functionare si a posibilitatilor de reconditionare a lor.

Prelucrarea fusurilor si a suprafetelor frontale a acestora s-a facut prin strunjire si rectificare. Sculele utilizate sunt: cutite de strung cu placute din carburi metalice tip P20, cutitele avand sectiunea cozii de 32x32 mm2.Pentru rectificare se vor folosi discuri abrazive astfel:

-pentru rectificarea de degrosare-disc abraziv cu diametrul D=300 mm, latimea B=40 mm, cu urmatoarele caracteristici:

-materialul discului abraziv En;-granulatie 50;

-duritate J; -liantul C;

-pentru rectificarea de finisare disc abraziv – cu diametrul D=400 mm, latimea B=40 mm, cu urmatoarele caracteristici: -materialul abraziv E; -granulatia 25; -duritate I; -liantul C.

La calculul regimurilor de aschiere s-au stabilit durabilitatile sculelor aschietoare astfel:-durabilitatea cutitului de strung la degrosare:D1= 30 min;-durabilitatea cutitului de strung la finisare:: D2= 30 min;-durabilitatea discului abraziv la rectificarea de degrosare: D3=5 min;

-durabilitatea discului abraziv la rectificarea de finisare: D4= 25 min.Timpul in care se strunjesc cele 42 de piese (degrosare si finisare:) este:

T1=48*(0,97+0,862)=77 min.Timpul in care se rectifica de degrosare cele 48 de piese este:

T3=48*0,114=4,78 min.Timpul in care se rectifica de finisare cele 48 de piese:

T4= 48*0,121=5,02 min.Dispozitivele necesare pentru prelucrarea fusurilor, sunt dispozitivele specifice

prelucrarii intre varfuri:-doua varfuri rotative: unul fixat in axul principal al masinii, iar celalalt in papusa mobila;-antrenorul, cu ajutorul caruia miscarea de rotatie este transmisa de la axul principal al

masinii la piesa de prelucrat;-lineta, necesar sprijinirii suplimentare pentru evitarea incovoierii piesei sub actiunea

fortelor de aschiere si a greutatii arborelui si care descarca in acelasi timp si varfurile masinii de aceste forte.

In timpul procesului de fabricatie, verificatoarele utilizate sunt de tipul calibrelor de lucru. Pentru controlul primar la prelucrare se vor utiliza calibre limitative de tipul ,,TRECE - NU TRECE’’, folosite de lucrator la postul respectiv de lucru. Aceste calibre vor avea dimensiunile corespunzatoare dimensiunilor intermediare calculate la adaosurile de prelucrare.

Celelalte verificatoare utilizate la controlul interfazic si la controlul de receptie vor fi specificate in planul de operatii.

Determinarea regimurilor optime de lucru si a normelor tehnice de timp

Se alege in continuare o suprafata pentru care se calculeaza regimurile optime deaschiere.Elementele componente ale regimului de aschiere la strunjire sunt:-adancimea de aschiere t care este definita ca marimea taisului principal aflat in contact

cu piesa de prelucrat, masurata perpendicular pe planul de lucru;-viteza de aschiere v care este definita ca viteza la un moment dat , in directia miscarii de

aschiere, a unui punct de aschiere considerat pe taisul sculei;-avansul s care este determinat de obicei in mm la o rotatie a piesei sau sculei.Pentru calculul regimurilor de aschiere trebuiesc precizate cateva notiuni care vor fi

utilizate pe parcursul acestui calcul. 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.

Practica a aratat ca placutele din carburi metalice pot fi folosite pentru confectionarea oricaror scule aschietoare si pentru prelucrarea unei mari varietati de materiale. In timpul prelucrarilor mecanice, suprafetele sculei aschietoare care vin in contact cu piesa sau cu aschia care se degaja sunt supuse unui proces de uzura. Perioada de functionare a sculei, de la inceputul folosirii ei pana la atingerea unei uzuri egale cu limita de uzura, se numeste durabilitate.

Alegerea materialului partii active a cutitului, pentru realizarea unei prelucrari in conditii date, se face in functie de natura si proprietatile fizico-mecanice ale materialului semifabricatului.

Strunjirea de degrosare a fusurilor se realizeaza pe un strung semiautomat multicutit. Se poate constata ca toate sculele aschietoare vor lucra la o aceeasi turatie a arborelui principal, iar sculele dispese pe aceeasi sanie si aflate simultan in lucru se vor deplasa cu o aceeasi viteza de avans.

a)Stabilirea schemei de prelucrareOperatia este o strunjire longitudinala exterioara cu iesirea libera a cutitului,

semifabricatul fiind instalat intre varfuri. Pe sania longitudinala a strungului se vor monta trei cutite cu ajutorul carora se vor prelucra suprafetele arborelui.

b)Alegerea masinii uneltePrelucrarea va avea loc pe un strung semiautomat monoax prevazut cu o sanie multicutit

cu posibilitatea obtinerii unor turatii cuprinse intre 56 si 710 rot/min, pentru o gama de avansuri longitudinale de 0,125…0,8 mm/rot.

c)Stabilirea metodei de instalare a semifabricatuluiPentru instalarea semifabricatului, se va folosi un varf rotativ la capatul din dreapta, varf fix montat in arborele principal al strungului si inima la capatul din stanga.

d)Stabilirea sculelor aschietoareDin analiza schemei de prelucrare, se constata posibilitatea folosirii a trei cutite cu

placute din carburi metalice tip P20. Toate cutitele au sectiunea cozii de 32x32 mm2. Sania strungului semiautomat trebuie sa fie prevazuta cu suporturi speciale portscule, avand locasuri pentru instalarea cutitelor, fixarea acestora efectuandu-se cu suruburi.

e)Stabilirea adancimii de aschiereSe apreciaza a fi posibila inlaturarea adaosului de prelucrare intr-o singura trecere, ceea ce presupune egalitatea adancimilor de aschiere cu marimea adaosului de prelucrare: mm;

f)Verificarea avansurilorVerificarea corectitudinii stabilirii avansului de lucru se poate realiza utilizand relatiile de

la prelucrarile cu o singura scula.Verificarea avnsului din punct de vedere al rezistentei corpului cutitului,

unde marimile au urmatoarea semnificatie:c4 = coeficient functie de materialul de prelucratc4 = 35,7;t = adancimea de aschieret = 1,45;x = exponentul adncimii de aschierex = 1;HB = duritatea materialului de prelucratHB = 207;n = exponentul duritatii materialului de prelucratn = 0,35;k15…k19 = coeficienti de corectiek15 = 1; k16 = 1,01; k17 = 0,87; k18 = 0,9; k20 = 0,96;Cu aceste valori se obtine: mm/rot;

Se observa ca aceasta valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.Verificarea avansului din punct de vedere al rezistentei placutei din carburi mecanice

t stg=t centr=tdrt=23 . 2−23 . 0

2=0 .2

sadm=√33 ,3∗h∗b∗( hL

)

c4∗t x∗HBn∗k 15∗k16∗k17∗k18∗k19

sadm=1 , 8192

tinand cont ca rezistenta la rupere a materialului Rm > 600 [N/mm2], verificarea se face cu formula:

unde semnificatia marimilor si unitatile de masura sunt urmatoarele: C = grosimea placutei din carburi metalice in mmC = 8;Rm = rezistenta de rupere la tractiune a materialului de prelucrat in daN/mm2

Rm = 70;Cu aceste valori se obtine:

mm/rot.Se observa ca aceata valoare admisibila este mai mare decat avansul ales.

g)Calculul lungimilor curselor de lucruPentru un anumit interval de timp, in cadrul unui ciclu de lucru, sculele se pot afla intr-

una din urmatoarele stari:Repaos daca scula nu efectueaza nici un fel de miscare;Miscare de apropiere sau de retragere in raport cu semifabricatul, efectuata cu o viteza

suficient de mare, corespunzatoare avansului rapid;Miscare de lucru cu o viteza corespunzatoare avansului de lucru, cand sculele se

deplaseaza relativ lent asigurand indepartarea adaosului de prelucrare.Lungimea cursei de lucru este deci, marimea distantei parcurse de scula cu viteza

adecvata avansului de lucru.In cazul general, expresia lungimii cursei de lucru la o faza oarecare i este de forma:

lsi =lungimea distantei de siguranta, pentru evitarea ciocnirii sculei de semifabricat, la la sfarsitul miscarii de apropiere cu avans rapid;lpi = lungimea de patrundere, corespunzatoare acelei distante parcurse de muchia aschietoare a sculei, dupa o anumita directie, cu o vviteza egala cu viteza de avans de lucru, din momentul contactului efectiv intre muchia aschietoare si semifabricat si pana in momentul in care muchia aschietoare a sculei efectueaza prelucrarea cu intreaga adncime de aschiere;lai = lungimea distantei de aschiere efectiva (dupa desenul piesei);ldi = lungimea distantei de depasire.

mm;

h)Calculul lungimii cursei de aschiereLungimea cursei de aschiere lca se obtine prin insumarea lungimii de patrundere lp si a

lungimii de aschiere la.

lcastg=lpstg+lastg=4 ,113+37=41 , 11 mm;i)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de lucru Numarul de rotatii ale arborelui p[rincipal se determina ca raport intre lungimea l c a

cursei de lucru si marimea avansului de calcul s :

N rstg=lcstg

sstg

=490 ,37

=132 rot;

j)Calculul numarului de rotatii ale arborelui principal pentru cursele de aschiere

sadm=8,3∗C1,8

t0,3∗Rm

sadm=1 , 583

lci=l si+lpi+ lai+ldi

lcstg=lsstg+lpstg+lastg+ldstg=(0,5 . .. 2)+1,5∗ctg 70∘+37+(1. . .5 )≈49

In acest caz, numarul de rotatii ale arborelui principal se determina prin luarea in considerare a lungimii lca a cursei de aschiere si a marimii avansului s:

Nasstg=lcastg

s=41 ,11

0 , 37≈111

rot;k)Calculul coeficientilor timpilor de aschiereCoeficientii timpilor de aschiere τI se determina folosind relatiile:

τ stg=Nasstg

N r max

=111132

=0 ,841

l)Stabilirea durabilitatilor conventional-economiceValorile medii ale durabilitatilor conventional-economice pentru sculele aschietoare

utilizate se stabilesc pe baza datelor :T=T conv=30 min

m)Calculul duarabilitatilor sculelor exprimate in timpi efectivi de aschiereDurabilitatile exprimate prin timpi efectivi de aschiere ale fiecarei scule se determina cu

relatiile:T stg=τ stg∗T conv=0 , 841∗30=25 ,23 min;

n)Stabilirea diametrelor de calculDiametrele de calcul coincid cu diametrele semifabricatului la nivelul sectiunilor

respective:Dcstg=65 . 2 mm;

o)Determinarea vitezei de aschiereViteza de aschiere se determina cu relatia folosita la prelucrarea cu o singura scula:

v=Cv

T m∗t x∗s y∗( HB200

)n∗k1 k2 k3 k4 k5 k 6 k7 k8 k9

, unde:Cv = coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucreaza si ale materialului sculei aschietoareCv = 257;T = durabilitatea sculei aschietoare [min]T = 30;m = exponentul durabilitatiim = 0,25;t = adancimea de aschieret = 1,45;s = avansul de aschiere [mm/rot]s = 0,37;HB = duritatea materialului de prelucratHB = 207;x,y = exponentii adncimii si avansului de4 aschierex = 0,18; y = 0,20;k1…k9 = diferiti coeficienti ce tin cont de conditiile de lucruSe obtine:

v=91 , 491 m/min.

p)Stabilirea turatiilor conventional economiceValorile turatiilor conventional economice se determina luand in considerare diametrele

de calcul si vitezele de aschiere calculate anterior:ot/min;

q)Calculul coeficientului exponential al vitezelor relativeCoeficientul exponential al vitezelor de aschiere va fi:

z= 1m

= 10 ,25

=4

Intrucat turatiile conventional economice sunt apropiate , marimile auxiliare nu se mai calculeaza.

r)Determinarea turatiei principale a arborelui principalSe alege ca turatie reala turatia n=480 rot/min.

s)Calculul vitezelor efective de aschiereSe determina vitezele maxime de aschiere pentru fiecare din cele trei cutite:

vefstg=π∗D cstg∗n

1000=92 , 41

rot/min;t)Calculul puteriiValorile puterilor de aschiere corespunzatoare fiecarui cutit vor fi:

Nastg=C Fz∗t x∗s y∗( HB )n∗k 15∗k16∗k17∗k18∗k19∗vefstg

6000

Nastg=3 ,57∗1 , 451∗0 , 370 , 75∗2000 , 75∗1∗1,01∗0 , 87∗0,9∗0 ,96∗92, 416000

=1 ,527 kw;

Analog se obtin:Nacentr=1, 513 kw;Nadrt=1 , 499 kw.

Puterea totala absorbita Nat se determina prin insumarea valorilor puterilor de aschiere corespunzatoare fiecareia dintre scule:

Nat=Nastg+N acentr+N adrt=4 ,539 kw;

u)Calculul raportului dintre turatia efectiva a arborelui principal si turatia conventional-economica

Se calculeaza acest raport pentru fiecare din cele trei cutite:

k vstg=n

nconvstg

=480534 ,629

=0 ,898;

Analog:k vcentr=0 ,89 ;k vdrt=0 , 881 .

v)Determinarea valorilor coeficientilor de corectie a durabilitatii economiceValorile coeficientilor de corectie ai durabilitatilor economice se stabilesc pe baza

datelor:-pentru kvstg=0,898 , kTstg=1,60;-pentru kvcentr=0,89 , kTstg=1,60;-pentru kvdrt=0,88 , kTstg=1,80.

x)Durabilitatile de calcul ale sculelor aschietoare

In scopul evaluarii duratei de utilizare a fiecarei scule aschietoare si al estimarii consumului de scule, este necesara determinarea asa-numitelor durabilitati de calcul Tcalc. In acest scop se vor folosi relatiile:

T calcstg=kTstg∗T convstg=1 , 60∗30=48 min;Analog:T calccentr=48 min;T calcdrt=54 min.

y)Calculul rapoartelor kd intre durabilitatea unei scule oarecare si durabilitatea sculei limitativeRapoartele kd vor fi:

k dstg=T calcstg

Tcalc min

=4848

=1;

Analog se obtin:k dcentr=1 ;k ddrt=1, 125 .

Determinarea normelor tehnice de timp

Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei operaţii în condiţii tehnico-organizatorice determinate şi cu folosirea cea mai raţioanală a tuturor mijloacelor de producţie. În norma tehnică de timp intră o sumă de timpi, astfel:

T n=Tb+T a+T on+T d+T pi

n [min], in care:Tn = timpul necesar pentru operaţie [min]; Tb = timpul de bază (tehnologic, de masina) [min];Ta = timpul auxiliar (ajutator) [min];Ton = timpul de odihnă şi necesităţi fireşti [min];Td = timpul de deservire tehnică şi organizatorică [min];Tpt = timpul de pregătire-încheiere [min]; n = lotul optim de piese care se prelucrează la aceiaşi maşină în mod continuu.

Timpul de baza este timpul in cursul caruia un executant efectueaza -cu ajutorul masinii unelte si al SDV-urilor corespunzatoare- sau supravegheaza lucrari necesare pentru modificarea nemijlocita a dimensiunilor formei, proprietatilor, starii obiectului muncii.

Suma dintre timpul de bază şi timpul auxiliar se numeşte timp efectiv sau operativ.In continuare se vor calcula normele de timp pentru prelucrarea fusurilor (strunjire de degrosare,strunjire de finisare, rectificare de degrosare si rectificare de finisare). Normarea tehnica pentru strunjirea de degrosare.

Timpul de baza se va calcula conform schemei:

T b=l+l1+l2

s∗n∗i

[min], unde:l=32 mm;

l1=( ttg χ

+2)≈3,5 mm;

l2=5mm.Rezulta timpul de baza:

T b=32+3,5+50 ,37∗480

≈0 , 28 min;

Timpul de pregatire-incheiere (timpul pentru primirea si studierea documentelor comenzii cu indicatiile respective, examinarea materialului, sculelor, dispozitivelor si aparatelor de masurat):

T pi=6 min;Timpul ajutator pentru prinderea si desprinderea piesei:

T p−d=0 ,64 min;Timpul ajutator pentru comanda masinii unelte:

T c=0 ,06 min;Timpul de deservire a locului de munca:

t d=0 , 28∗ 2,5100

=0 ,07 min;

Obs: La alegerea acestui timp s-a tinut cont ca ascutirea cutitelor se va face centralizat, si nu de catre strungar.Aceasta presupune existenta unei ascutitorii care deserveste sectia si a unui personal specializat incadrat la aceasta ascutitorie.

Timpul de deservire organizatorica:

tdo=0 , 66∗ 1,2100

=0 ,792 min;

Timpul de odihna si necesitati firesti se alege din tab. 12.27 (6):

T on=6 , 28∗ 4,5100

=0 ,29 min;

Astfel rezulta timpul normat pentru strunjirea de degrosare:

T n=0 , 28+0,8+0 , 29+0 , 63+0 ,06+ 680

=2,075 min

Normarea tehnica pentru strunjirea de finisare.Intrucat strunjirea de finisare se face din aceeasi prindere ca strunjirea de degrosarew, in

relatia de calcul a timpului normat nu va mai apare timpul de prindere-desprindere a piesei, care a fost luat in calcul la timpul normat pentru strunjirea de degrosare.

Timpul de baza:

T b=32+3,5+50,2∗955

=0 ,212 min;

Timpii ajutatori se aleg din normative:- timpul ajutator pentru comanda masinii:

ta1=0 , 10 min;- timpul ajutator pentru masuratori de control:

ta 2=0 , 55 min;

Rezulta: T a=0 , 65 min.Timpul de deservire tehnica:

t dt=T b∗2

100=0 , 212∗ 2

100=0 , 004

min;Timpul de deservire organizatorica:

tdo=(T b+T a )∗1

100=0 , 008

min;Timpul de odihna si necesitati firesti:

t on=(T b+T a )∗4,5

100=0 , 039

min.Rezulta timpul unitar pentru strunjirea de finisare:

T u=0 ,212+0 ,65+0 , 012+0 , 039=0 , 913 min.Timpul normat pentru strunjirea de finisare:

T n=Tu+T pi

80=0 ,913+ 6

80=0 , 98

min.Rezulta ca timpul normat pentru operatia de strunjire (degrosare si finisare) este:

T ntot=2, 075+0 , 98=3 , 055 min.Normarea tehnica pentru rectificarea de degrosare.In acest caz, timpul de baza se calculeaza cu relatia:

T b=h

vsp

∗k [min] , unde:

h=adaosul de prelucrare pe razah=0,138 [mm];vsp= avansul de patrunderevsp =1,58 [mm/min];k=coeficient de corectie a timpului de baza:k=1,3;

Cu aceste valori se obtine un timp de baza:Tb=0,114 [min].

Timpul auxiliar pentru prinderea si desprinderea piesei:ta1=0,16 [min];

Timpul auxiliar pentru marimile de masurare la rectificare:ta2=0,055 [min];

Timpul auxiliar in legatura cu faza:ta3=0,14 [min];

Timpul auxiliar in legatura cu masuratorile de proba:ta4=0,49 [min];

Timpul auxiliar total:Ta=0,845 [min].

Timpul de odihna si necesitati firesti:

T on=(T b+T a )∗4,5

100=(0 , 114+0 , 845 )∗ 4,5

100=0 , 043

[min].Timpul de deservire:- timpul de deservire tehnica: tdt=1,3 [min];- timpul de deservire organizatorica:

tdo=(T b+T a )∗1,5

100=0 , 014

[min];Rezulta timpul de deservire a locului de munca:

Td=1,314 [min].Timpul de pregatire incheiere:

Tpi=5,5 [min].Rezulta timpul normat pentru rectificarea de degrosare:

T n=0 ,114+0 ,845+0 , 043+1 ,314+5,580

=2 ,385 [min].

S-a considerat ca lotul care se prelucreaza in mod continuu la aceeasi masina de rectificat este de 48 piese.

Normarea tehnica pentru rectificarea de finisare:

T b=h

vsp

∗k [min] , unde:

h=0,114 [mm];vsp =1,22 [mm/min];k=1,3;

Cu aceste valori se obtine un timp de baza:Tb=0,121 [min].

Timpul auxiliar pentru prinderea si desprinderea piesei:ta1=0,16 [min];

Timpul auxiliar pentru marimile de masurare la rectificare:ta2=0,065 [min];

Timpul auxiliar in legatura cu faza:ta3=0,14 [min];

Timpul auxiliar in legatura cu masuratorile de proba:ta4=0,58 [min];

Timpul auxiliar total:Ta=0,945 [min].

Timpul de odihna si necesitati firesti:

T on=(T b+T a )∗4,5

100=(0 , 121+0 , 945 )∗ 4,5

100=0 , 048

[min].Timpul de deservire:- timpul de deservire tehnica: tdt=1,3 [min];- timpul de deservire organizatorica:

t do=(T b+T a )∗1,5

100=0 , 016

[min];Rezulta timpul de deservire a locului de munca:

Td=1,316 [min].Timpul de pregatire incheiere:

Tpi=5,5 [min].Rezulta timpul normat pentru rectificarea de finisare:

T n=0 ,121+0 ,945+0 , 048+1 ,316+5,580

=2, 499 [min].

S-a considerat ca lotul care se prelucreaza in mod continuu la aceeasi masina de rectificat este de 48 piese.