CAPITOLUL 3

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

3.1 Analiza proceselor tehnologice similare existente

In concordanta cu conditiile functionale, materialul trebuie sa asigure, in urma prelucrarii si tratamentului termic aplicat, rigiditate suficienta si o inalta rezistenta la uzura. Dintre calitatile de otel se folosesc oteluri carbon de calitate sau usor aliate cu Cr, Mn, Si si uneori Ni, de cementare de tipul OLC 10, OLC 15 si 15 CO 818 MC 10 sau de imbunatatire de tipul OLC 45 X, OLC 55 si 45 C 10, 31M16. Alegerea unei anumite calitati de otel depinde de tipul cutiei de viteze si de caracterul solicitarilor.

Semifabricatele pentru arborele intermediar se obtin prin forjare sau prin turnare.

Forjarea se executa in matrite inchise cu locasuri multiple, succesandu-se urmatoarele faze principale:

-debitare

-forjare in matrite inchise(preformare, matritare prealabila si matritare finala);

-debavurare la cald sau la rece;

-tratament termic de normalizare;

-curatire prin decapare sau sablare;

-indreptare la rece (bataie admisa 1mm/1m);

Semifabricatele de otel se pot obtine si prin matritare pe prese mecanice, executandu-se o profilare prealabila pe pe masini speciale de profilat prin presiune, cu cota reglabila, care realizeaza gatuiri pe lungimea barei. Urmeaza apoi matritarea in doua treceri. Precizia semifabricatelor

forjate trebuie sa se incadreze in clasele 12-13; adaosurile de prelucrare se recomanda a fi de maximum 1,5-2,6 mm/raza.

La obtinerea semifabricatelor prin turnare, tehnologiile moderne prevad turnarea in cochile sau turnarea in coji de bachelita. La turnarea prin includerea in formele cu amestec a unor racitoare metalice, fonta se raceste mai repede, formand o crusta alba de mare duritate.

Turnarea arborilor intermediari prezinta avantajul ca semifabricatul se poate obtine la o forma apropiata de piesa finita, reducandu-se consumul de metal si durata executiei prin eliminarea prelucrarii unor portiuni, cu o duritate superficiala ridicata. Aceasta metoda prezinta, totusi, si unele dezavantaje. Astfel datorita tensiunilor interne, se inregistreaza un procent ridicat de fisuri, sufluri, rupturi si mai ales deformatii. Din cauza fragilitatii materialului, indreptarea semifabricatelor este destul de limitata.

3.2 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 intermediar 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 intermediar 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 ).

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

Alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare. Arborele intermediar 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 intermediar 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.

3.4 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

3.5 Adoptarea schemelor de orientare (bazare) si fixare a piesei

Alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare. Arborele intermediar 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.

3.6. 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 intermediare, 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 intermediar 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.