1.3. Caracteristicile fizice, chimice si mecanice ale materialului piesei

Materialul utilizat pentru realizarea reperului “Corp” este ATC Si10Cu3Mg.

1.3.1. Compozitia chimica

Conform STAS 201/2-80 materialul ATC Si10Cu3Mg are urmatoarea compozitie :

Elemente de baza

Aluminiu 80 … 85 %Siliciu 9,5 … 11,5 %Cupru 3 … 4 %

Magneziu 1 … 1,5 %Mangan 0,2 … 0,5 %

Alte elemente( Impuritati )

Fier 0,9 %Zinc 1,0 %

Nichel 0,6 %Plumb 0,05 %Staniu 0,05 %Titan 0,05 %

1.3.2. Caracteristici fizico – mecanice ale materialului ATC Si10Cu3Mg

Conform STAS 201/2-80 materialul ATC Si10Cu3Mg are urmatoarele caracteristici fizico-mecanice :

Tipul tratamentului

termic

Limita la curgere[ N / mm2 ]

Rezistenta la rupere

[ N / mm2 ]

Alungirea[ % ]

Duritatea HB

Fara tratament

termic120 150 1,0 85

Cu tratament termic de durificare

170 200 0,5 110

Cu tratament termic de punere in

solutie urmat de calire

220 240 0,5 110

1.3.3. Elaborarea aliajelor cu baza de aluminiu, cu siliciu si cu magneziu ( ATC Si10Cu3Mg )

Elaborarea acestui aliaj se poate face in cuptoare cu creuzet incalzite electric cu rezistenta sau prin inductie; cu gaz metan; cu pacura; sau cuptoare cu inductie cu canal.

Aliajele trebuie elaborate cu multa grija. Si cu substrat de fondant (cel mai indicat este CARNALITA cu 20%; FLUARINA).

La elaborarea aliajului, in vederea turnarii pieselor, este bine sa se foloseasca un aliaj preliminar, cu compozitia identica sau foarte apropiata de cea finala.

Cand aliajul preliminar, are compozitia finala, atunci pentru turnarea pieselor este nevoie numai de o retopire; in celalalt caz, compozitia chimica se obtine prin adaosul corespunzator de metale si deseuri in baia metalica.

Dupa preincalzirea creuzetelor la circa 3500C se introduce aluminiul si prealiajul de aluminiu-siliciu asigurandu-se temperatura baii de aproximativ 7000C. Se presara fondantul si se introduce magneziul, de preferinta tot sub forma de prealiaj aluminiu-magneziu.

Dupa introducerea intregii cantitati de magneziu, temperatura baii metalice trebuie sa fie cuprinsa intre 660 … 6800C. Se curata zgura, se presara din nou fondant si se toarna. La turnarea pieselor, aliajul obtinut trebuie sa fie acoperit in oale de turnare cu fondant.

Pentru a preveni patrunderea fondantului in piese, pe suprafata metalului din oalele de turnare se va presara fluarina.

1.4. Semifabricatul si adaosurile de prelucrare1.4.1. Semifabricatul turnat

La proiectarea semifabricatului turnat s-au avut in vedere urmatoarele :- stabilirea metodei de turnare- stabilirea pozitiei de turnare- alegerea suprafetei de separatie- stabilirea inclinarilor si racordarilor constructive- stabilirea adaosurilor de prelucrare- stabilirea adaosurilor de contractie

Metoda de turnare cea mai indicata pentru semifabricatul turnat este : turnarea in forme permanente (cochila). Forma permanenta (cochila) prezinta o serie de avantaje :- se reduc adaosurile de prelucrare- se imbunatateste calitatea suprafetelor piesei turnate- se reduce consumul specific de metal si amestecuri de formare

Conditiile care trebuie sa le indeplineasca formele permanente (cochilele) sunt :- executie usoara- posibilitatea mecanizarii turnarii- obtinerea unor piese turnate de calitate- siguranta in exploatare- durabilitate maxima

La stabilirea dimensiunilor formei permanente (cochilei) se recomanda urmatoarele :- distanta dintre cavitatile diferitelor piese turnate in aceeasi cochila sa fie de minim 10 … 20 mm- distanta de la piciorul palniei retelei de turnare pana la cavitatea piesei sa fie 25 … 30 mm- inaltimea palniei de turnare sa fie cu 40 … 60 mm deasupra marginii superioare a piesei turnate pentru a asigura presiunea atmosferica necesara umplerii formei - grosimea peretelui formei se determina cu ajutorul urmatoarei formule : gr = 13 + 0,6 ∙ g1 unde : gr – grosimea peretelui cochilei [ mm ] g1 – grosimea piesei turnate [ mm ]

La determinarea dimensiunilor formei permanente (cochilei) trebuie sa se tina seama de faptul ca aceasta, in timpul turnarii, este supusa unei incalziri si unei contractii neuniforme a piesei turnate, cauze care duc la deformarea formelor.

Determinarea formelor se reduce luand urmatoarele masuri :- construirea de nervuri pentru marirea rigiditatii (nervurile avand grosimi in jur de 75% din grosimea peretilor formei)- fixarea formelor permanente (cochilelor) metalice in rame speciale- confectionarea formelor permanente (cochilelor) dintr-un metal refractar cu coeficient mic de contractie (fonta refractara)

Pentru evacuarea aerului si gazelor din forme pe suprafetele interioare se prevad mici canale de aerisire. Centrarea formelor metalice (cochilelor) in vederea asamblarii se face cu ajutorul tijelor si santurilor de centrare. Formele permanente (cochilele) se asigura in vederea asamblarii si mentinerii in pozitie inchisa la turnare, cu ajutorul clemelor.Inchiderea si deschiderea formelor se face manual cu ajutorul unei parghii sau mecanizat. Piesele turnate se scot din forme cu ajutorul impingatoarelor.

In figura 1 se reda schematizat forma permanenta (cochila) pentru executarea semifabricatului “Corp E301-16073”

4

A

AA

2 513

A

A - A

Fig. 1.

1 – cavitate piesa turnata (spor contractie 1,5%)2 – palnie turnare3 – picior turnare4 – alimentatori5 – maselate (rasuflatori)

Inainte de inceperea turnarii, formele metalice se preincalzesc la 200 … 3000C. Preincalzirea are rolul de a micsora rolul termic, precum si de a reduce viteza de racire a primelor piese turnate si de a elimina gazele din vopseaua refractara.

Cu privire la protectia formelor permanente se considera necesar sa se vopseasca cu vopsele refractare care sunt compuse din :

Praf de cuart 20%Sticla solubila 5%

Acid boric 1%Apa 74%

Masele refractare (vopselele) au rolul de a diminua racirea pieselor turnate in forme, de a proteja forma metalica de solicitarea metalului lichid, de a forma un strat uniform de protectie pe suprafata formei. Vopselele degaja gaze la contactul cu aliajul lichid si formeaza o pelicula care izoleaza forma metalica de aliajul lichid.Pozitia de turnare a pieselor in cochila este verticala.

Alegerea suprafetei de separatie este prezentata in figura 2.

de separatieSuprafata

Semifabricat

R2

R2

R2

5°

2°

Fig. 2.

Stabilirea inclinarilor si racordarilor constructive

Inclinarile constructive se aplica pentru a asigura extragerea usoara a pieselor din cochila. Racordarile tehnologice (R2) se fac pentru a preveni aparitia de muchii ascutite in forma.

Stabilirea adaosurilor de prelucrare

Adaosurile de prelucrare sunt aplicate din faza de proiectare tehnologica, pe suprafetele care se prelucreaza prin aschiere.Factorii principali care influenteaza marimea adaosurilor de prelucrare sunt urmatorii :- tipul aliajului- metoda de formare – turnare- dimensiunile pieselor si a suprafetelor prelucrate- clasa de precizie a pieselor turnate.

Datorita dimensiunilor nominale de gabarit, cat si datorita clasei de precizie s-a ales ca adaos de prelucrare 1,5 mm

Dimensiuni nominale maxime[ mm ]

Clasa II de precizieCategoria B

Peste 10 pana la 351,5 mm1,5 mm

2. PROIECTAREA FILMULUI TEHNOLOGIC

Pentru orice proces tehnologic succesiunea operatiilor este o problema deosebit de importanta. Aceasta importanta deriva din influenta pe care succesiunea operatiilor o are asupra performantelor de precizie, productivitate, cost si flexibilitate ale fabricatiei.Stabilirea succesiunii operatiilor unui proces tehnologic este posibila prin:- luarea in considerare a unor principii de stabilire a succesiunii operatiilor;- aplicarea unor cai matematice de rezolvarea problemei;- utilizarea traseelor tehnologice traditionale validate de practica industriala, combinate cu noile realizari, dezvoltari în domeniu.

2.1. Principii privind continutul si succesiunea operatiilor unui proces tehnologic

Principiile de baza care determina succesiunea optima si continutul operatiilor oricarui proces tehnologic modern sunt urmatoarele:1. Suprapunerea bazelor de orientare la prelucrare (B.O.P.) cu bazele de cotare functionale (B.C.F.) in special la realizarea conditiilor tehnice severe impuse în desenul de executie, sau prelucrarea în aceeasi prindere a suprafetelor raportate reciproc prin astfel de conditii tehnice: B.O.P.≡ B.C.F Respectarea acestui principiu este indispensabila asigurarii conditiilor tehnice stricte (severe, delicate, cheie). Este legata de principiul fundamental din tehnologia mecanica - acela al suprapunerii bazelor in procesele de prelucrare, control, asamblare, reconditionare. Daca între doua suprafete se prevede o conditie de pozitie reciproca - obligatoriu va fi prelucrata mai întâi suprafata de referinta si apoi cea raportata la aceasta. Conditiile tehnice severe de pozitie reciproca pot fi realizate cu cea mai mare precizie daca in aceeasi prindere se prelucreaza atât suprafata de referinta, cat si suprafata raportata la aceasta.

2. Minimizarea numarului operatiilor procesului tehnologic: NOP → min (ideal NOP = 1)Respectarea principiului este legata de tendinta moderna a tehnologiilor mecanice de concentrare maxima a prelucrarilor atât la fabricatiile de unicat, de serie nuca, prin utilizarea centrelor de prelucrare, cat si la fabricatiile de masa, prin uiiza rea masinilor agregat.

3. Minimizarea numarului schemelor de orientare si fixare si a numarului prinderilor (orientarilor si fixarilor) semifabricatului: NSOF → min si NOF → minNumarul minim al schimbarilor de baze si suprafete de orientare are doua importante consecinte:- precizia de prelucrare se poate realiza în conditiile cele mai favorabile. Schimbarile frecvente de baze si suprafete de orientare si fixare conduc la erori de orientare, de asezare, de fixare cu valori mari. Utilizarea acelorasi baze si suprafete de orientare reduce la minim aceste erori.- costul proiectarii si realizarii dispozitivelor de prindere a semifabricatelor se reduce. Utilizarea unor baze si suprafete de orientare unice, adica a aceleiasi scieme de orientare si fixare conduce la acelasi tip constructiv de dispozitiv de prindere a semifabricatului la toate operatiile procesului tehnologic. în consecinta, proiectarea se realizeaza in timp mai scurt si economic. In legatura cu minimizarea numarului prinderilor (orientarilor si fixarilor), aceasta cerinta decurge din aceea ca si în situatia utilizarii bazelor si a suprafetelor de orientare unice, în cazul în care se realizeaza prinderi diferite chiar dupa aceleasi suprafete, erorile de fixare a semifabricatelor ramin o sursa importanta de imprecizie. De la o prindere la alta valorile erorilor de prindere sunt variabile.Ideal ramâne dezideratul: o singura operatie, o singura schema de orientare si fixare, o singura orientare si fixare.

4. In prima sau primele operatii se creaza bazele si suprafetele unice (permanente) de orientare si

descoperirea defectelor ascunse ale semifabricatului.

5. Concentrarea prelucrarilor prin asocierea geometrica si tehnologica a suprafetelor de prelucratAsocierea tehnologica a suprafetelor se poate realiza functie de caracteristicile: sculelor, dispozitivelor de prindere a sculelor, dispozitivelor de prindere a semifabricatelor sau masinii-unelte.

6. Diferentierea prelucrarilor finale (de finisare F sau superfinisare SF) de cele de degrosare D, semifinisare F/2 pentru suprafetele cu conditii tehnice severe. Realizarea acestor suprafete fie catre inceputul, fie catre sfârsitul procesului tehnologic, functie de natura tratamentelor termice necesareDe cele mai multe ori, atât în semifabricatul elaborat cât si în timpul prelucrarilor de degrosare apar tensiuni interne. Din aceste considerent, prelucrarile do finisare se recomanda sa fie separate de prelucrarile de degrosare. Astfel se creeaza un interval de timp în care tensiunile interne pot fi eliminate. Aceasta separare a celor doua tipuri de prelucrare se recomanda numai la fabricatia de serie mare. Eliminarea tensiunilor interne se poate realiza prin detensionare naturala sau artificiala. O alta sursa de tensiuni interne, în genere de valori mai reduse, o constituie si fortele de fixare. Fortele de fixare la degrosare trebuind sa fie mai mari si tensiunile interne introduse sunt mai mari. Precizia în urma finisarii poate fi irfluentata si de aceste tensiuni introduse prin fortele de fixare de la degrosare. Pentru evitarea acestui neajuns, finisarea este recomandat sa se execute in operatii distincte, pentru prindere utilizandu-se forte de fixare de valori adecvate. Pentru piese de inalta precizie, atunci când nu este posibila diferentierea operatiilor de finisare si degrosare se recomanda ca dupa executarea prelucrarilor de degrosare semifabricatul sa fie desprins si lasat liber pentru reechilibrarea tensiunilor interne. Apoi se realizeaza prinderea cu forte de fixare de valori reduse si se realizeaza prelucrarile de finisare. Suprafetelor cu conditii tehnice severe trebuie sa li se acorde o atentie deosebita. Prelucrarea finala a acestei categorii de suprafete se recomanda sa se realizeze catre începutul procesului tehnologic, daca semifabricatul nu necesita tratamente termice prin care li se mareste duritatea (cementare, nitrurare + calire etc.) si nu exista pericolul deteriorarii lor sau catre sfârsitul procesului tehnologic, daca tratamentele termice mentionate se impun.

7. Prelucrarea catre sfârsitul procesului tehnologic a suprafetelor fara importanta functionala deosebita sau care se pot deteriora în timpul transportului sau a celor a caror realizare conduce la reducerea rigiditatii semifabricatului.Printre suprafetele fara importanta functionala deosebita se numara: alezajele de trecere, bosajele, lamajele, alezajele filetate etc. Când piesa necesita tratamente termice de marire a duritatii, aceste suprafete se prelucreaza înaintea tratamentelor termice. Suprafetele care se pot deteriora în timpul transportului sunt suprafetele exterioare cu grad înalt de finisare, realizate prin rectificare, suprafete filetate exterioare etc. La unele piese, în decursul desfasurarii procesului tehnologic, prin indepartarea adaosului de prelucrare în vederea realizarii unor suprafete are loc o modificare importanta a rigiditatii. Deoarece rigiditatea piesei este un factor important al preciziei de prelucrare este necesar ca aceasta sa aiba valori cât mai mari. în consecinta, suprafetele prin a caror prelucrare se diminueaza rigiditatea piesei se vor prelucra in ultimele operatii ale procesului tehnologic.La sfârsitul procesului tehnologic se executa si operatiile de: echilibrare, debavurare, protejare anticoroziva, ambalare etc.

8. Plasarea rationala a operatiilor de tratament termic

Este necesara introducerea unor tratamente termice preliminare catre începutul procesului tehnologic, în vederea îmbunatatirii prelucrabilitatii materialelor.Unele tratamente termice pot lipsi.Tratamentele termice de calire, cementare etc. prin care se urmareste cresterea duritatii este necesar sa fie plasate înaintea prelucrarilor de finisare (prin rectificare). Aceasta plasare este solicitata si de faptul ca, în urma tratamentelor termice, calitatea suprafetelor este în genere deteriorata si ca tratamentele termice genereaza aparitia unor deformatii.

9. Stabilirea rationala a operatiilor de control tehnicEste necesar sa se plaseze operatii de control intermediar dupa etapele importante de prelucrare: degrosare, semifinisare, iar cele de control final - dupa finisare, superfinisare. In tehnologiile moderne fiecare operatie de prelucrare mecanica este dublata o operatie de control tehnic. In unele centre de prelucrare, controlul activ este prezent în toate fazele in oortante ale prelucrarii.

10. Minimizarea lungimii curselor active si de gol; protejarea partii active a sculelor contra deteriorarii mecanice, pentru suprafetele foarte precise, (prin evitarea prelucrarilor inutile, discontinui, cu socuri etc).

11. Unificarea constructiei SDV-urilor.Unificarea constructiei SDV-urilor deriva si se coreleaza în acelasi timp, cu respectarea principiilor 2, 3 mentionate mai sus. Utilizarea acelorasi tipuri constructive de SDV-uri are consecinte favorabile din punct de vedere economic asupra procesului tehnologic. Bazele si suprafetele de orientare la prelucrare trebuie alese astfel încât dispozitivele de prindere a semifabricatului sa fie cat mai simple si mai ieftine.

12. Prelucrarea suplimentara a suprafetelor de orientare permanente inainte de operatiile de finisare, superfinisare.Aceasta este necesar sa se efectueze pentru asigurarea unei precizii de orientare si fixare cat mai ridicata la finisare. Spre exemplu: rectificarea gaurilor de ce itrare la arborii de înalta precizie, suruburile cu bile etc.

13. Uniformizarea timpilor de realizare a operatiilor, în special la prelucrarea pe linii tehnologice in flux este de dorit ca timpii de realizare a operatiilor sa fie apropiati de ritmul liniei tehnologice.In acest caz, al tehnologiilor pentru linii automate, este necesar sa se aiba în vedere si urmatoarele sublinieri si elemente specifice:- prelucrarea suprafetelor de orientare permanente (crearea bazelor de ori ntare, adica a bazelor tehnologice) sa se realizeze cu mare atentie- prelucrarile de degrosare sa se execute la inceputul liniei, iar cele de finisare la sfârsitul liniei- pentru piesele importante, degrosarile se executa pe o linie automata separat, dupa care se realizeaza tratamentele de îmbatranire naturala sau artificiala- filetarea se executa în sectiuni separate ale liniei si înainte de postul de spalare. Tarozii trebuie sa aiba calitate si precizie ridicate, piulite calibrate de ghidare sau mandrine cu autooscilarea sculei.- transferul semifabricatelor se realizeaza direct (de preferat) sau prin dispozitive de transfer. - ghidarea sculelor la gaurire si alezare se realizeaza prin bucse de ghidare din otel aliat calit sau din carburi, bucsele fiind fixe sau rotitoare (pentru viteze ridicate). Ghidarea sculelor este posibila si prin alezaje prelucate anterior in semifabricat.

- prelucrarea alezajelor cu bare de alezat poate fi realizata cu ghidarea barelor prin bucse pe rulmenti de precizie. Se pot folosi unitati de lucru de înalta precizie - cu avans axial si cu avans radial al sculelor (pentru prelucrarea suprafetelor plane perpendiculare pe alezaje).- pentru favorizarea evacuarii aschiilor, canalele burghielor, alezoarelor, tarozilor, frezelor sunt lustruite si cromate.- pentru reducerea numarului posturilor de lucru ale liniei automate, se recomanda utilizarea sculelor combinate de gaurire sau frezare.- pe liniile automate se pot include anumite operatii partiale - simple de asamblare si masini de spalat cu solutii speciale.- controlul automat include: controlul semifabricatelor care sosesc pe linie; controlul integritatii muchiilor taietoare ale sculelor; controlul orientarii semifabricatelor; controlul preciziei si rugozitatii dupa etapele importante de prelucrare si la finele liniei etc.

2.2. Traseul tehnologic tip al clasei din care face parte piesa

Piesa care face obiectul prezentului proiect face parte din clasa corpurilor prismatice.In clasa corpurilor prismatice pot fi incluse piese marginite de 6 suprafete plane continue sau

discontinue si in care sunt practicate alezaje de dimensiuni mari sau mici cu axele paralele sau perpendiculare; ( spre exemplu: corpuri de cilindri si distribuitoare hidraulice, pene, suporti pentru prinderea sculelor etc. ).Conditii tehnice specifice:- planeitatea suprafetelor plane : ( 0,01 … 0,05 ) mm- paralelismul sau perpendicularitatea suprafetelor plane : ( 0,01 … 0,1 ) mm pe toata lungimea ;- paralelismul sau perpendicularitatea alezajelor fata de suprafetele plane: ( 0,02 … 0,06 ) mm pe 100 mm ;- coaxialitatea alezazelor : ( 0,01 … 0,05 ) mm;- rugozitatea suprafetelor plane si de revolutie Ra = ( 0,4 … 12,5 ) μm.Materialele clasice utilizate sunt in principal, otelurile carbon obisnuite, de calitate sau aliate.Semifabricatele se realizeaza prin debitare din laminate sau prin forjare si matritare.

Pentru corpuri prismatice succesiunea etapelor de prelucrare din procesul tehnologic tip este urmatoarea :- prelucrarea de degrosare a suprafetelor plane exterioare- prelucrarea de semifinisare si finisare a suprafetelor plane exterioare- prelucrarea de degrosare, semifinisare si finisare a suprafetelor de revolutie interioare- control intermediar - prelucrarea canalelor ( cu suprafete plane )- prelucrarea alezajelor si filetelor de prindere - tratamentul termic ( calire superficiala ) pentru suprafetele de ghidare - prelucrarea de superfinisare a suprafetelor de ghidare - curatire, debavurare- control final

Orientarea si fixarea corpurilor prismatice se realizeaza in generala dupa suprafetele plane exterioare.

Este de preferat ca operatiile de acelasi tip, la care orientarea piesei se face pe aceeasi baza de orientare, sa fie succesive.In cazul operatiilor de executare a mai multor filete pe aceeasi piesa este de preferat ca sa se realizeze ca operatii separate, pentru a se putea pastra reglajul sculei si reglajul parametrilor de lucru ( turatii si avans ) pentru intregul lot de piese.

2.4. Motivarea succesiunii operatiilor procesului tehnologic

Pentru operatiile de prelucrare a corpurilor prismatice trebuiesc avute in vedere urmatoarele principii de succesiune a operatiilor:- in primele operatii trebuie avut in vedere realizarea formei exterioare a piesei finale.In cazul de fata acest lucru s-a realizat printr-o succesiune de operatii de frezare de degrosare pentru inlaturarea adaosului exterior de prelucrare.- ulterior dupa ce s-a realizat forma exterioara a piesei trebuie avut in vedere obtinerea rugozitatii prescrise pentru aceste suprafete exterioare.Astfel s-a realizat o succesiune de operatii de frezare exterioara de finisare pentru obtinerea rugozitatii generale 3,2.- piesa studiata prezinta patru gauri dintre care una este filetata.Pentru inceput vom realiza gaura centrala a piesei Ø18 mm. Aceasta gaura se va realiza dintr-o operatie de burghiere si alezare de finisare.Prin burghiere se realizeaza partea de degrosare a operatiei iar prin alezare se realizeaza finisarea gaurii si totodata obtinerea rugozitatii generale 3,2 .- ulterior vom realiza gaura filetata ca fiind a doua gaura ca importanta a piesei.Realizarea acestei gauri se face in doua operatii si anume :- operatia de burghiere si alezare de finisare prin care se obtine gaura nefiletata finisata si operatia de filetare cu ajutorul unui tarod de masina prin care se obtine filetul gaurii. - ulterior vom prelucra a treia gaura care este o gaura inclinita la 600.Aceasta gaura o vom realiza dintr-o singura operatie denumita burghiere si alezare de finisare. Mai intai vom obtine cu ajutorul unui burghiu o gaura Ø4 mm pe care o vom finisa cu un alezor.- ulterior vom folosi un alezor pentru largirea unei portiuni din gaura realizata la Ø9 mm.- ultimul alezaj realizat se va face dintr-o operatie cu ajutorul unui burghiu si un alezor.Ultimele operatii ale procesului tehnologic aferent reperului corp vor fi urmatoarele :- ajustare debavurare bunuri rezultate in urma frezarii - control final ce presupune controlarea 100% a cotelor prescrise in desenul de executie.

3.2. Fazele active si principalele faze inactive ale operatiei

Principalele faze inactive ale operatiei 90 “Burgiere si alezare de finisare“ sunt urmatoarele:- prins piesa in dispozitiv de gaurit- desfacere piesa din dispozitivul de gaurit

Fazele active ale operatiei 90 “Burgiere si alezare de finisare“ sunt acele faze in care se realizeaza prelucrari efective ale semifabricatului.Pentru aceasta operatie avem urmatoarele faze active :Faza I : Burgiere ØFaza II : Alezare 1x450

Faza III : Alezare Ø

3.3. Masina unealta (schita si principalele caracteristici tehnice)

Pentru operatiile de gaurire, alezare si filetare am utilizat o masina de gaurit G40.In figura urmatoare este prezentata masina de gaurit G40 cu coloana si montant.

Principalele componente ale masinii sunt:1 – placa de baza

2 – masa rotativa3 – arbore principal4 – carcasa cu cutie de viteze5 – motor 6 – capul coloanei7 – coloana 8 – cremaliera

Principalele caracteristici tehnice ale masinii unelte G40 :

Tip constructiv : cu coloana si montantDiametrul maxim de gaurire in otel cu Adancimea maxima de gaurire (cursa arborelui principal) : 250 mmConul arborelui principal : Morse 5Suprafata masei : 500x600 mmCursa maxima a papusii : 280 mmNr. treptelor de turatii : 12Turatii limita : 31,5 … 1400 rot / minAvansuri limita : 0,11 … 1,75 mm / rotPuterea M.E. : 4,15 KWGabarit : Lungime (1604 mm) ; Latime (770 mm) ; Inaltime (2984 mm)Masa neta : 1500 Kg

3.4. Sculele aschietoare (tip, material, geometria partii active, standard, norma sau prospect)

- pentru faza de gaurire am folosit urmatorul burghiu :

Burghiu elicoidal cu coada cilindrica, cu placute din carburi metalice (STAS 9128/4-86)

d[ mm ]

L[ mm ]

l[ mm ]

4 56 256 71 32

17,5 132 71

Alegerea tipului de burghiu (N,D,M) in functie de materialul supus prelucrarii

Materialul de prelucrat

Rezistenta de rupere la tractiune

[ N / mm2 ]

Duritatea Brinell

HB

Tipul burghiului

Unghiulla varf

Aliaje de aluminiu

Cu aschii lungi - M ( N ) 1400

Cu aschii scurte - N 1400

Parametrii geometrici ai burghielor elicoidale cu placute din carburi metalice, cu ascutire normala.

Materialul de prelucrat

Unghiul la varf

Unghiul de degajare lateral

Unghiul de asezare lateral

Unghiul de inclinare a taisului transversal

Aliaje de aluminiu

cu duritate 1180

Parametrii geometrici ai burghiului elicoidal cu placute din carburi metalice specifice ascutirii tip A

d[ mm ]

t[ mm ]

r[ mm ]

b[ mm ]

- pentru faza de alezare am folosit urmatorul alezor :

Alezoarele sunt scule utilizate cu scopul de a marii precizia dimensionala si netezimea suprafetelor interioare de revolutie.Alezoarele se construiesc cu numar de dinti mare decat largitoarele, iar adaosurile de alezare nu depasesc, in general 0,2 … 0,3 mm.Alezoarele de masina se fabrica din otel rapid sau cu placute din carburi metalice lipite.Portiunea de conducere a alezoarelor cilindrice se executa cu conicitate inversa (micsorarea diametrului spre coada) de maxim 0,025 mm / 100 mm

Alezoarele din otel se executa atat cu canale drepte cat si cu canale elicoidale. Alezoarele cu placute din carburi metalice lipite se executa numai cu canale drepte.Alezoarele cu canale elicoidale prezinta dezavantajul unor forte de avns mai mari, ca si cel legat de reascutirea mai dificila.

d [ mm ]m6

L[ mm ]

l[ mm ]

ConMorse

6 138 261

9 162 3618 219 56 2

Alezoarele de masina cu coada conica se executa cu canale drepte sau elicoidale la 60 si 450, cu divizare inegala sau egala a dintilor, cu sensul de aschiere pe dreapta sau pe stanga.

3.5. Dispozitivele de prindere a sculelor aschietoare

Pentru prinderea sculelor aschietoare utilizate la operatia 90 “Burgiere si alezare de finisare“ am folosit urmatorul dispozitiv :

Mandrina cu schimbare rapida a sculei

d[ mm ]

C.M.D

[ mm ]Lmax

[ mm ]Cod Sistem de legatura

cu masina-unealta3 … 5,5 1 ; 2 52 104 2.4141.1.01.00 1 – CM2

2.01.00 2 – CM25 … 8 1 ; 2 ; 3 62 124 2.4141.1.02.00

2.02.001 – CM31 – CM3

6,5 … 16 2 ; 3 ; 4 80 160142

2.4141.1.03.00 2.03.00 3.01.00

1 – CM42 – CM4

3 – ISO 4012 … 20 3 ; 4 ; 5 100 199

1832.4141.1.03.00 2.04.00 3.02.00

1 – CM52 – CM5

3 – ISO 50

3.6. Mijloacele de masurare

Caracteristica generala a masurilor terminale, cu repere si a calibrelor este ca au dimensiunea constanta, ele utilizandu-se la:- reglarea unor instrumente si aparate de masura (cale plan paralele)- determinarea unor dimensiuni prin masurare directa (masuri cu repere), prin comparare (calibre de interstitii, lere) prin calculul (cale plan paralele)- aprecierea unei dimensiuni ca fiind buna sau rebut dupa cum ea se incadreaza in campul de toleranta, prescris (calibre limitative)Se mentioneaza ca, in ceea ce priveste calibrele limitative, acestea se folosesc pentru controlul si verificarea pieselor in productie de serie mare si masa, asigurand astfel, o productivitate corespunzatoare productivitatii.In functie de valoarea dimensiunii controlate, marimea dimensiunii suprafetei active a calibrului se calculeaza, celelalte cote si date referitoare la corpul calibrului (forma, material, metoda de obtinere, destinatie) sunt prevazute in standarde.

Pentru realizarea controlului dimensional a reperului corp se poate utiliza urmatorul calibru :

Calibru pentru dimensiuni si suprafete interioare- tampon cilindric simplu, cu o limita T si NT sau cu doua limite T – NT unilaterale sau bilateral, pentru dimensiuni pana la 80 mm

3.7. Adaosurile de prelucrare si cotele intermediare

Factorii principali care influenteaza marimea adaosurilor de prelucrare sunt urmatorii :

- tipul aliajului- metoda de formare – turnare- dimensiunile pieselor si a suprafetelor prelucrate- clasa de precizie a pieselor turnate.

Pentru fiecare suprafata se va stabili adaosul de prelucrare intermediar, in functie de procedeul de prelucrare, din normative.Metodologia de determinare a adaosurilor intermediare este urmatoarea :- din standarde sau normative se stabileste adaosul total de prelucrare aT - din literatura de specialitate se determina adaosurile intermediare necesare ai

- se calculeaza dimensiunea intermediara- se determina dimensiunea nominala astfel:- pentru suprafete de tip alezaj, dimensiunea nominala se ia egala cu dimensiunea minima, iar câmpul de toleranta va fi in plus fata de pozitia nominala.Prelucrarile se fac prin metoda obtinerii automate a dimensiunilor, masinile unelte fiind in prealabil reglate la dimensiuni.

Pentru operatia 90 “Burgiere si alezare de finisare“ avem urmatoarele :

3.8. Regimurile si fortele de aschiere

Determinarea adaosului de prelucrare pentru operatia studiata, cat si a parametrilor regimului de aschiere se face tinandu-se cont de urmatoarele conditii de prelucrare :- volumul productiei : 5000 bucati- semifabricatul este din ATC Si10Cu3Mg, turnat- dimensiunile gaurii sunt Ø17,5 x 15 mm- precizia dimensionala : treapta 9 de precizie- rugozitatea obtinuta : Ra = 6,3 μm- prelucrarea se face pe o masina de gaurit verticala G40- fluidul de racire – ungere utilizat ; emulsie 20%

a) Stabilirea adaosului de prelucrare

Ap – adaos de prelucrare

D – diametrul gaurii de prelucrat ; D = 17,5 mm

b) Alegerea sculei aschietoareSe va folosi un burghiu elicoidal cu coada cilindrica, cu diametrul D = 17,5 mm , din otel rapidUnghiurile recomandate pentru burghie

c) Alegerea regimului de aschiere

Adancimea de aschiere este chiar adaosul de prelucrare pe raza

d) Alegerea avansului de aschierePentru diametrul burghiului D = 17,5 mm, la prelucrarea materialului ATC Si10Cu3Mg cu

Se alege din caracteristicile masinii – uneltesr = 0,31 mm / rot

e) Durabilitatea economica si uzura admisibila a sculei aschietoare Pentru burghiul elicoidal cu diametrul D = 17,5 mm se recomanda :Te = 24 minutehα = 1,2 mm

f) Viteza de aschierePentru D = 17,5 mm si s = 0,3 mm / rot , se recomanda :vtabel = 17,6

Coeficientii de corectie sunt:k1 = 1,0 in functie de starea materialuluik2 = 1,0 in functie de adancimea gaurii

in functie de rezistenta materialului

Se calculeaza turatia sculei aschietoare

Se alege din gama de turati a masinii unealta:

Vom verifica turatia aleasa.

Viteza de aschiere reala va fi :

g) Verificarea puterii motorului electric

Mt – moment de torsiunePuterea reala va fi :

Tragem concluzia ca operatia de gaurire se poate executa pe masina de gaurit G40 folosind urmatorii parametrii ai regimului de aschiere :- adancimea de aschiere, t = 8,75 mm- avansul , sr = 0,31 mm / rot- viteza de aschiere, vr = 68,7 m / min- turatia , nr = 1250 rot / min

Conditiile tehnice pentru faza de alezare sunt urmatoarele :- volumul productiei : 5000 bucati- semifabricatul este din ATC Si10Cu3Mg turnat - alezarea gaurii se face la Df = 18 mm- precizia dimensionala, treapta 7 de precizie- rugozitatea prescrisa, - prelucrarea se face pe o masina de gaurit cu coloana G40- fluidul de racire ungere: emulsie 20%

a) Adaosul de prelucrare - adaosul de prelucrare recomandat pe raza :

b) Alegerea sculei aschietoareSe va utiliza un alezor de masina cu coada conica, cu diametrul nominal D = 18 mmParametrii geometrici sunt :

c) Alegerea regimului de aschiere

Adancimea de aschiereEste data de adaosul de prelucrare pe raza :

d) Avansul de aschierePentru diametrul alezorului D = 18 mm, la prelucrarea aliajelor de aluminiu :s = 0,60 mm / rotDin caracteristicile masini-unelte se alege:

sr = 0,31 mm / rot

e) Durabilitatea economica a sculei aschietoarePentru alezorul cu diametrul D = 18 mm se recomanda Te = 54 minute

f) Viteza de aschierePentru diametrul alezorului D = 18 mm, adaos de prelucrare pe diametrul si avansS = 0,3 mm / rotSe recomanda :Vtabel = 15 m / min

Coeficientii de corectie sunt :k1 = 1,5 in functie de rezistenta materialuluik2 = 1,0 in functie de durabilitate

Se calculeaza turatia sculei aschietoare

Se alege din gama de turati a masinii unealta:

Viteza de aschiere reala va fi :

Parametrii ai regimului de aschiere :- adancimea de aschiere, t = 0,25 mm- avansul , sr = 0,31 mm / rot- viteza de aschiere, vr = 31,65 m / min- turatia , nr = 560 rot / min

3.9. Norma tehnica de timp

Determinarea normei tehnice de timp se va face pentru operatia 90 “Burgiere si alezare de finisare“ tinandu-se seama de urmatorii parametrii ai regimului de aschiere :- adancimea de aschiere, t = 8,75 mm- avansul , sr = 0,31 mm / rot- viteza de aschiere, vr = 68,70 m / min- turatia , nr = 1250 rot / min

1. Faza de burghiere Ø17,5 mm

Se va calcula timpul de baza pe faza de burghiere

unde :

Din tabelele destinate normarii tehnice in conditiile productiei de serie mijlocie se aleg urmatorii timpi :

- timpul ajutator pentru prinderea si desprinderea piesei

- timpul ajutator pentru masina - unealta

0,03 min – deplasarea axului principal pana la gaura de prelucrat0,02 min – potrivirea axei burghiului cu axa gaurii dupa sablonul de ghidare0,03 min – cuplarea avansului0,02 min – retragerea axului principal in pozitia initiala 0,07 min – montarea si demontarea burghiului 0,08 min – montarea si demontarea bucsei de ghidare

- timpul ajutator pentru curatarea dispozitivului de aschii

- timpul ajutator total

- timpul de deservire tehnica

- timpul de deservire organizatorica

- timpul de deservire total

- timpul de odihna si necesitati firesti

- timpul de pregatire incheiere

2. Faza de alezare Ø18 mm

Se va calcula timpul de baza pe faza de alezare

unde :

Timpul normat pentru operatia 90 “Burgiere si alezare de finisare“ va fi :

4. PROIECTAREA DISPOZITIVULUI DE PRINDERE A SEMIFABRICATULUI (PENTRU OPERATIA 90 “BURGIERE SI ALEZARE DE FINISARE“)

4.1. Justificarea schemei de orientare prin cotarea tehnologica sau calcule de eroari

In cazul de fata piesei i se preiau 6 grade de libertate. Astfel 3 suprafete preiau cele 6 grade de libertate sus amintite.Suprafata [1] materializata printr-un plan preia 3 grade de libertate a piesei.Suprafata [2] materializata printr-o dreapta de ghidare preia 2 grade de libertate a piesei.Suprafata [3] preia un grad de libertate a piesei.

Pentru ca eroarile sa fie 0 trebuie sa fie indeplinita conditia :Baza de cotare functionala sa fie identica cu baza de orientare si pozitionare a semifabricatului

4.2. Calculul fortelor de fixare a semifabricatului

b = 16 , reprezinta distanta la care se aplica forta de strangere Fs

Fs – este forta de strangere aplicata in asa fel incat piesa sa nu se deplaseze in dispozitiv datorita momentului de torsiune a sculei aschietoare

1. DATE DESPRE PIESA SI SEMIFABRICAT

1.1. Rolul functional al piesei in subansamblul aferent

Piesa “Corp” desen E6301-1607-3 face parte din clasa corpurilor prismatice.In clasa corpurilor prismatice pot fi incluse piese marginite de 6 suprafete plane continue sau

discontinue si in care sunt practicate alezaje de dimensiuni mari sau mici cu axele paralele sau perpendiculare; ( spre exemplu: corpuri de cilindri si distribuitoare hidraulice, pene, suporti pentru prinderea sculelor etc. ).Conditii tehnice specifice:- planeitatea suprafetelor plane : ( 0,01 … 0,05 ) mm- paralelismul sau perpendicularitatea suprafetelor plane : ( 0,01 … 0,1 ) mm pe toata lungimea ;- paralelismul sau perpendicularitatea alezajelor fata de suprafetele plane: ( 0,02 … 0,06 ) mm pe 100 mm ;- coaxialitatea alezazelor : ( 0,01 … 0,05 ) mm;- rugozitatea suprafetelor plane si de revolutie Ra = ( 0,4 … 12,5 ) μm. Piesa “Corp” are o serie de suprafete de importanta majora. Astfel gaura centrala Ø18 care este tolerata, este gaura care va intra in asamblare cu un reper de tip arbore.

De asemenea pozitionare piesei “Corp” pe o suprafata plana a altui reper se face prin gaura Ø4 care de asemenea este tolerata. In aceasta gaura se poate introduce un surub cu cap cilindric si locas hexagonal.

De asemenea pozitionarea piesei “Corp” se face si printr-un stift Ø6 care se va introduce in gaura infundata Ø6 din lateralul piesei.

Piesa “Corp” mai are si o gaura filetata M5 care corespondeaza cu gaura principala Ø18. Acest lucru ne face sa credem ca prin aceasta gaura se poate introduce un surub M5 care sa aiba si rol de blocare al reperului de tip arbore care trece prin gaura principala.

De asemenea tesiturile piesei 6x450 pot avea un rol de pozitionare a piesei “Corp” cu un reper de forma complementara.

4.5. Descrierea functionarii dispozitivului si norme de protectia muncii aferente

Varianta optima aleasa a dispozitivului de gaurit pentru operatia 90 “Burgiere si alezare de finisare“ are o structura si functionare extrem de simpla.

Astfel piesa se introduce in dispozitiv prin lateral. Odata introdusa ea se va pozitiona pe placa rectificata 12 (vezi desen de ansamblu “Dispozitiv de gaurit”). Aceasta placa, care este din OLC 45 si este rectificata pentru o mai mare precizie de asezare, va prelua 3 grade de libertate a piesei.

De asemenea piesa va fi sprijinita din lateral cu doua cepuri de sprijin cu cap cilindric plat Ø10 (pozitia 14). Aceste 2 cepuri vor prelua 2 grade de libertate piesei. De asemenea pentru preluarea unui al 6-lea grad de libertate vom folosi un cep de sprijin cu cap cilindric plat Ø12 (pozitia 15). Primele 2 cepuri sunt montate in placa fixare cepuri (pozitia 13) iar cel de al 3-lea cep este montat in placa laterala a corpului dispozitivului (pozitia 2).

Pentru fixarea piesei astfel incat ea sa nu se mai miste in dispozitiv se va folosii un surub cu cap striat M8 (pozitia 5). Acest surub are in varful sau un cap de presiune (pozitia 4). Acest cap de presiune, realizat din OLC 45, va intra in contact cu suprafata plana laterala a piesei imobilizand-o.Odata pozitionata corect piesa in dispozitiv, ea va putea fi prelucrata.

Pentru ca faza de burghiere sa se realizeze in conditii optime si extrem de precis, dispozitivul de gaurit va fi prevazut cu o bucsa de ghidare (pozitia 9) Ø19. Aceasta bucsa este o bucsa fixa cu montaj rapid si cu guler sprijinit pe placa port-bucsa (pozitia 1) a dispozitivului. Fixarea bucsei de ghidare pe placa port bucsa se face cu ajutorul unui surub de fixare M6 (pozitia 8). Acest tip de bucsa a fost ales datorita proprietatii de a avea un montaj rapid. Astfel prin rotirea bucsei in sens invers trigonometric se realizeaza eliberarea ei din dispozitivul de gaurit, putandu-se astfel monta alta bucsa de ghidare.

Placa rectificata (pozitia 12) pe care este asezata piesa, cat si corpul dispozitivului (pozitia 2) vor fi prevazute cu canal de eliminare a aschiilor rezultate din prelucrare.

Asamblarea placilor dispozitivului se face cu sudura pentru placile ce alcatuiesc corpul dispozitivului, dar si prin suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal M5 (pozitia 10) pentru placa rectificata (pozitia 12) si pentru placa port-bucsa (pozitia 1).

Trebuie mentionat faptul ca reglarea elementelor de strangere se face la prelucrarea primei piese.

Datorita complexitatii reduse a dispozitivului normele de protectia muncii sunt relativ simple. Astfel la asamblarea dispozitivului nu pot aparea probleme deosebite daca operatorul uman lucreaza cu atentie deosebita. Astfel muchiile placilor dispozitivului au fost tesite pentru indepartare pericolului de accidentare in marginile ascutite.

Odata asamblat el poate fi asezat pe platoul pe masina de gaurit G40. Pozitionarea sa trebuie sa se faca precis. In timpul gauririi operatorul trebuie sa aiba grija sa nu intre in contact cu dispozitivul existand pericolul unor accidente. De asemenea schimbarea bucsei de ghidare trebuie sa se faca dupa terminarea completa a cursei burghiului.

La strangerea piesei in dispozitivul de gaurit cu surubul cu cap striat M8 (pozitia 5) operatorul trebuie sa aiba grija sa nu isi prinda mana itre capul de presiune si piesa.

Powered by