4

ELEMENTE DE PROIECTARE TEHNOLOGIC I MANAGEMENT N FABRICAIA PRODUSELOR DIN CONSTRUCIA DE MAINI

ELEMENTE GENERALE DE PROIECTARE A PROCESELOR

TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE MECANIC

Capitolul 2.

ELEMENTE GENERALE DE PROIECTARE A

PROCESELOR TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE MECANIC

2.1. Principii tehnico-economice la proiectarea proceselor tehnologice

La proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanic trebuie s se respecte dou principii de baz: cel tehnic i cel economic.

Conform principiului tehnic, procesele tehnologice trebuie s asigure respectarea tuturor cerinelor impuse cu privire la precizia dimensional, a formei geometrice, a poziiei reciproce i a calitii suprafeelor , deci s permit obinerea condiiilor tehnice prevzute n desenele de execuie ale pieselor.

n conformitate cu principiul economic, execuia pieselor trebuie s se realizeze cu cheltuieli minime de munc, energie, materiale, adic produsele s se obin la un cost minim i cu o productivitate ct mai mare (proces tehnologic optim).

2.2. Date iniiale necesare proiectrii proceselor tehnologice de prelucrare mecanic

La elaborarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanic sunt necesare urmtoarele date (elemente) iniiale: proiectul de execuie al produsului; programul de producie; utilajul tehnic disponibil; documentaia tehnic-auxiliar (ajuttoare).

Proiectul de execuie al produsului constituie documentul de baz pentru proiectarea procesului tehnologic i realizarea produsului; acesta cuprinde urmtoarele elemente: borderoul de desene; desenele de ansamblu; desenele de subansamblu; desenele de execuie pentru piesele componente; cartea tehnic a produsului; lista pieselor de rezerv

Borderoul de desene conine enumerarea desenelor pieselor, subansamblelor i ansamblelor care fac parte din proiect i acesta servete la identificarea fiecruia i orientarea tehnologului asupra volumului de munc pentru proiectarea proceselor tehnologice i modul de organizare a fabricaiei.

Desenele de ansamblu, cuprind toate vederile i seciunile necesare pentru definirea clar a poziiilor relative ale tuturor pieselor componente i pentru poziionarea acestora. Din desenele de ansamblu trebuie s se identifice dimensiunile de gabarit, dimensiunile care se realizeaz la asamblare, caracteristicile i condiiile tehnice ale produsului, etc.

Desenele de subansamble, conin toate elementele necesare identificrii pieselor componente i condiiile tehnice pentru montarea subansamblului: jocurile sau strngerile constructive, cotele de legtur cu piesele sau subansamblurile nvecinate, etc. Din desenele de subansamblu se deduce destinaia fiecrei piese componente i condiiile impuse acestora n funcionare.

Desenele de execuie ale pieselor, conin toate vederile i seciunile necesare unei reprezentri complete a formei constructive a piesei, cu dimensiunile i toleranele acestora, rugozitatea suprafeelor prelucrate, toleranele geometrice, materialul piesei, caracteristicile materialului dup tratamentul termic sau termochimic (duritate, grosimea stratului tratat etc.), indicaii asupra prelucrrilor care se vor executa la montare, precizia echilibrrii, etc.

Cartea tehnic cuprinde: denumirea produsului, domeniul de utilizare, caracteristici tehnice, schemele cinematice, electrice, hidraulice sau pneumatice, schema de ungere, descrierea construciei i a modului de funcionare, instruciuni de exploatare, etc.

Programul de producie conine nomenclatura produselor i numrul pieselor de schimb livrate odat cu acestea.Procesele tehnologice de prelucrare mecanic depind ntr-o msur hotrtoare de programul de producie i seria de fabricaie . Pentru fabricaia de serie mare i de mas, procesul tehnologic se realizeaz pe maini-unelte de mare productivitate, semiautomate sau automate. n acest caz procesul tehnologic se proiecteaz amnunit (n detaliu) pe operaii i faze, ntocmindu-se manual sau asistate de calculator plane de operaii. n condiiile produciei individuale sau de serie mic, procesul tehnologic de prelucrare mecanic se realizeaz pe maini-unelte universale (sau de tip M.U.C.N.) i se detaliaz numai pe operaii (faze) prezentate ntr-o fi tehnologic, n ordinea normal (logic) de execuie.

Utilajul tehnic disponibilProcesele tehnologice se pot ntocmi n dou situaii diferite: n cazul realizrii acestora n societi economice de producie nou nfiinate; n cazul unor societi economice de producie existente de un anumit timp.

n primul caz, procesele tehnologice, procedeele de prelucrare i de asamblare constituie baza ntregului proiect al societii i determin utilajele necesare, suprafeele de producie, mijloacele de transport uzinal i interoperaii necesarul de resurse umane etc. Utilajele tehnice se aleg n acest caz din condiia execuiei variantei celei mai economice a pieselor pentru planul de producie impus sau de perspectiv.

n a doua situaie, procesele tehnologice se ntocmesc astfel nct piesele s se poat realiza pe utilajele existente (eventual pe unele posibile a fi cumprate sau proiectate), inndu-se seama i de ncrcarea diferitelor maini-unelte cu prelucrarea altor piese. Totodat se va avea n vedere posibilitatea introducerii unor procese tehnologice perfecionate, (performante), prin modernizarea, echiparea cu dispozitive i scule eficiente sau automatizarea utilajului existent i chiar, aa cum s-a mai precizat anterior posibilitatea dotrii cu unele utilaje noi.

Documentaia tehnic auxiliar (ajuttoare)La proiectarea proceselor tehnologice se folosete o documentaie format din: cataloage de maini-unelte, STAS-uri sau norme interne pentru scule achietoare, scule auxiliare (pentru fixarea sculelor achietoare) i instrumente de msurare, standarde i norme de tipizare pentru elemente i subansambluri de dispozitive, normative de regimuri de achiere, normative de timpi auxiliari; programe asistate de calculator pentru automatizarea proiectrii proceselor tehnologice i a SDV-urilor.

2.3. Succesiunea etapelor de proiectare a proceselor tehnologice de prelucrare mecanic

Proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanic trebuie s se fac n urmtoarea succesiune a etapelor de lucru:

1. controlul tehnologic al desenelor de execuie;

2. stabilirea tipului produciei i a lotului optim de piese ce se prelucreaz;

3. alegerea semifabricatului;

4. stabilirea succesiunii operaiilor i fazelor care compun procesul tehnologic i a structurii acestora;

5. alegerea mainilor-unelte, sculelor achietoare, dispozitivelor i verificatoarelor;

6. determinarea adaosurilor de prelucrare i a dimensiunilor intermediare;

7. calculul (sau adoptarea dup caz) a regimurilor de achiere;

8. normarea tehnic;

9. alegerea variantei economice de proces tehnologic;

10. completarea documentaiei tehnologice.

n continuare se vor prezenta cteva date (elemente) orientative asupra modului de rezolvare a etapelor menionate mai sus.

2.3.1. Controlul tehnologic al desenelor de execuie

nainte de a ncepe proiectarea procesului tehnologic, tehnologul trebuie s studieze desenul de execuie al piesei, condiiile tehnice i de funcionare n subansamblul din care face parte; totodat se analizeaz desenul de execuie i din punct de vedere al posibilitilor de aplicare a unei tehnologii raionale de fabricaie (tehnologicitatea construciei propuse). Se analizeaz dac piesa este complet definit, dac sunt evideniate condiiile tehnice ce caracterizeaz complet precizia de prelucrare.

Dac se constat c cerinele de precizie i rugozitate sau toleranele geometrice sunt mai ridicate dect este necesar n funcionare, tehnologul poate propune constructorului (proiectantului) modificarea acestora.

Controlul tehnologic al desenelor de execuie, presupune deci analizarea concordanei dintre forma constructiv a pieselor proiectate i tehnologicitatea acestora n condiii de eficien economic maxim.

n cazul n care se deduce c forma pieselor proiectate conduce la cheltuieli mari n fabricaie, prin colaborare cu proiectantul de produs se ncearc proiectarea unor forme de piese avantajoase i din punct de vedere tehnologic, nu numai funcional sau estetic.

Dac nu este posibil schimbarea formei constructive a pieselor, atunci trebuie cutate soluii de SDV-uri adecvate pentru un proces tehnologic optim.

n anumite situaii, tehnologul trebuie s schimbe, de cele mai multe ori nu n mod substanial forma constructiv a piesei, pentru a putea fi prelucrat n condiii optime (spre exemplu, mai ales n cazul pieselor de tip carcas, se prescriu: prevederea unor bosaje, pentru crearea suprafeelor de aezare a piesei sau a unor alezaje (guri) tehnologice.

2.3.2. Stabilirea tipului produciei i calculul lotului optim de piese

Pentru stabilirea tipului produciei, se calculeaz ritmul de fabricaie (sau ritmul liniei tehnologice) al piesei considerate, cu relaia:

(2.1.)

n care, Fr este fondul anual real de timp de lucru al utilajului, n min; N - planul de producie anual pentru piesa considerat n buci, (n care se include i piesele ce pot fi rebutate n timpul prelucrrii, piesele de schimb, etc.

Fondul anual real de timp de lucru al unei maini-unelte se determin astfel:

(2.2.)

n care, Fn este fondul nominal anual de timp de lucru al utilajului, n ore pentru un schimb de lucru; m - numrul de schimburi de lucru; k - coeficient de utilizare a fondului nominal de timp care ine seama de pierderile de timp pentru repararea mainii-unelte (k = 0,98 pentru un schimb de lucru, k = 0,97 pentru dou schimburi, k = 0,96 pentru trei schimburi).

Ritmul de fabricaie Rl calculat se compar cu norma de timp medie a principalelor operaii de prelucrare ale piesei.

Norma de timp medie orientativ se determin astfel: se stabilete n mod sumar procesul tehnologic, se aleg cteva operaii caracteristice (reprezentative) i se determin normele de timp pentru aceste operaii, fie cu ajutorul normativelor de timpi de munc, fie prin analogie cu normele unor piese similare prelucrate n societatea respectiv (aflate n baza de date, n cazul existenei unor programe de proiectare asistat de calculator a proceselor tehnologice).

a). Dac valoarea ritmului Rl calculat, este apropiat sau mai mic dect norma de timp medie orientativ , atunci prelucrarea piesei se va face dup principiile produciei de mas.

n acest caz, la fiecare loc de munc se repartizeaz o singur operaie care se execut n permanen i se va asigura o ncrcare suficient de mare a mainilor unelte (85 - 90%) prin msuri de sincronizare (divizarea sau concentrarea fazelor sau operaiilor, prelucrare mai multor repere, etc.).

b). Dac valoarea ritmului Rl, este cu mult mai mare dect norma de timp medie orientativ a operaiilor aproximativ de peste 2 ori, prelucrarea piesei se va organiza dup principiile produciei de serie. n acest caz datorit ncrcrii insuficiente a utilajelor cu prelucrarea pieselor de o singur tipodimensiune, se adopt prelucrarea pe loturi de piese cu diferite tipodimensiuni, care se succed la anumite intervale de timp.

Pentru producia de serie, n acest caz, este necesar s se calculeze valoarea optim a lotului de piese lansate n fabricaie simultan. Ca mrime optim a lotului se consider numrul pieselor din programul de fabricaie care asigur cele mai reduse cheltuieli totale de producie pe unitatea de produs.

Lotul optim de piese opt, exprimat n buci se poate determina spre exemplu, aproximativ cu relaia:

[buc]

(2.3.)

n care: Bp reprezint cheltuielile corespunztoare timpului de pregtire-ncheiere consumate cu lansarea n fabricaie a fiecrui lot, n lei; N - numrul total de piese executate anual n buc/an; c - costul unei piese pn la intrarea n atelierul de prelucrare mecanic, n lei/buc; (cheltuielile necesare pentru obinerea semifabricatului); cp - costul prelucrrii mecanice (salarii directe, plus cheltuieli indirecte, exclusiv cele de pregtire-ncheiere), n lei/buc; - coeficient dependent de pierderile suportate prin imobilizarea mijloacelor circulante pe perioada de timp necesar prelucrrii lotului de piese.

Elementele de baz din punct de vedere teoretic cu privire la calculul loturilor de piese lansate n fabricaie sunt detaliate n subcapitolul 2.3.12.

2.3.3.Alegerea semifabricatului prezint o deosebit importan pentru eficiena tehnico-economic a procesului tehnologic de prelucrare.

Proiectantul piesei stabilete calitatea materialului i eventual tratamentul termic care trebuie aplicat; de asemenea poate indica metoda preferenial de obinere a semifabricatului, dac aceasta este indispensabil pentru asigurarea calitii piesei, spre exemplu: forjare n locul turnrii, sau n locul semifabricatului laminat. ns, procedeul concret de obinere a semifabricatului (turnare n forme de nisip, cochilie, etc.) este stabilit de ctre tehnolog.

Alegerea procedeului de obinere a semifabricatului este determinat de urmtoarele elemente:

proprietile tehnologice ale materialului piesei, adic proprietile de turnare, sau capacitatea de a suporta deformaii plastice la prelucrarea prin presare, precum i modificrile structurale pentru diferite semifabricate (dispunerea fibrelor n semifabricatele forjate, mrimea gruntelui de baz n semifabricatele turnate, etc.).

precizia necesar de execuie a semifabricatului; mrimea programului de producie; durata necesar pentru pregtirea echipamentelor tehnologice (execuia matrielor, a modelelor pentru turnare, etc.);

existena utilajului pentru obinerea semifabricatului; consumul de metal i cheltuielile necesare pentru execuia semifabricatului i prelucrarea mecanic ulterioar.

n urma analizei detaliate a acestor factori se alege semifabricatul optim.

2.3.4. Stabilirea succesiunii operaiilor, fazelor i a structurii acestora

n etapa stabilirii succesiunii operaiilor i fazelor se precizeaz urmtoarele elemente:

operaiile i fazele necesare pentru prelucrarea mecanic, operaiile de tratament termic, trasare, ajustare, control intermediar i final, etc;

bazele tehnologice pentru operaiile i fazele de prelucrare mecanic; schiele operaiilor de prelucrare mecanic (dac se elaboreaz un plan de operaii) sau fia tehnologic (pentru producia individual).La stabilirea succesiunii de desfurare a operaiilor i fazelor care compun procesul tehnologic, se ine seama de anumite principii de baz:

a) primele operaii ale procesului tehnologic sunt cele care creeaz bazele tehnologice i de msurare ce vor servi ulterior la prelucrarea celorlalte suprafee ale piesei;

b) prelucrrile de degroare se efectueaz la nceputul procesului tehnologic, iar cele de finisare spre sfritul acestuia;

c) suprafeele care au precizia dimensional i geometric cea mai ridicat i rugozitatea minim se vor prelucra n ultimele operaii (faze) pentru a se evita rebutarea accidental a acestor suprafee (n aceast categorie intr i suprafeele filetate, mai ales exterioare);

d) se va ine cont i de modul de cotare din desenul de execuie al piesei, n sensul c se prelucreaz mai nti suprafeele care sunt adoptate drept baze de msurare i apoi suprafeele poziionate prin cote fa de acestea;

e) suprafeele pentru care se impun condiii restrictive severe referitoare la precizia poziiei reciproce i orientrii, de exemplu condiii de concentricitate, de perpendicularitate, etc, se recomand s se prelucreze dintr-o singur aezare a piesei, deoarece astfel se obine n modul cel mai simplu precizia impus de desen.

Pe baza recomandrilor de mai sus, succesiunea normal a operaiilor de prelucrare a unei piese este, n general, urmtoarea:

1. prelucrarea suprafeelor care devin baze tehnologice i baze de msurare pentru operaiile i fazele urmtoare;

2. prelucrarea de degroare a suprafeelor principale (funcionale) ale piesei;

3. prelucrarea de degroare a suprafeei secundare (nefuncionale);

4. prelucrarea de finisare a suprafeelor principale;

5. prelucrarea de finisarea suprafeelor secundare;

6. tratamentul termic, n cazul n care este necesar;

7. operaii secundare legate de tratamentul termic (detensionri, etc.);

8. prelucrri de rectificare i de netezire a suprafeelor principale, dac se impun.

Dup precizarea procedeelor i metodelor de prelucrare i a succesiunii operaiilor (fazelor) se trece la proiectarea structurii operaiilor i fazelor.

n privina structurii operaiile i fazele pot fi proiectate pentru prelucrarea unei singure piese pe maina-unealt sau a mai multor piese concomitent: n paralel (simultan), succesiv sau combinat (paralel-succesiv).

n fig. 2.1. se prezint principiul de prelucrare pentru cele trei variante prezentate mai sus i anume:

strunjirea n paralel a dou semifabricate (fig. 2.1.b);

strunjirea succesiv a mai multor semifabricate aezate i fixate pe dorn (fig. 2.1.a);

rectificarea paralel-succesiv a unor piese de tip inel pe maini de rectificat plan cu mas rotativ (fig.2.1.c).

n funcie de numrul sculelor care lucreaz simultan, operaiile sau (fazele) de prelucrare se pot realiza n dou moduri i anume prin:

a) divizarea fazelor de prelucrare n una sau mai multe operaii (fig. 2.1.a i c);

b) concentrarea fazelor de prelucrare n ct mai puine operaii (fig. 2.1.b).

a). n primul caz suprafeele piesei se execut cu o singur scul achietoare sau cu mai multe scule, care intr succesiv n lucru; cu alte cuvinte, prelucrrile diferitelor suprafee ale piesei nu sunt suprapuse n timp i deci productivitatea este relativ sczut.

b) Al doilea caz se caracterizeaz prin reunirea ntr-o singur operaie a mai multor prelucrri elementare, care se execut simultan cu mai multe scule sau cu o scul combinat; prin suprapunere n timp a prelucrrii mai multor suprafee, se obine o productivitate mai mare prin micorarea timpului de baz.

Fig. 2.1 Diverse structuri de prelucrri mecanice pe maini unelte

Aceste operaii i faze concentrate se pot executa prin:

- folosirea sculelor achietoare combinate (burghiu-lrgitor, lrgitor n trepte, etc.);

- prelucrarea cu garnituri (seturi) de scule (seturi de cuite ntr-un singur port-cuit; seturi de freze, etc.);

- prelucrarea pe maini-unelte cu mai multe posturi de lucru prin folosirea unor seturi de scule la fiecare post;

- reunirea mai multor maini-unelte cu mai multe scule ntr-o linie automat.

2.3.5. Alegerea mainilor-unelte, sculelor, dispozitivelor i verificatoarelor

Criteriile (cerinele) de alegere a mainilor-unelte sunt urmtoarele:

- s asigure realizarea condiiilor tehnice impuse piesei de prelucrat (precizie dimensional, calitatea suprafeei i abaterile geometrice);

- dimensiunile zonei de lucru ale mainilor-unelte s corespund cu dimensiunile de gabarit ale piesei sau ale mai multor piese prelucrate simultan, pentru a permite aezarea i fixarea lor sigur i stabil;

- productivitatea mainilor-unelte s concorde cu programul de fabricaie impus;

- puterea mainilor unelte s corespund cu cea necesar achierii, pentru a se putea realiza regimul de achiere optim;

- s se asigure costul minim al prelucrrii mecanice.

Din punct de vedere al dispozitivelor, dac acestea se afl n dotarea mainilor-unelte (menghine, lunete, capete divizoare, universal, platou, etc.), n documentaia tehnologic se indic numai denumirea acestora. Dac este necesar un dispozitiv special, tehnologul indic numai principiul construciei acestuia, elabornd eventual o schem orientativ, ce se transmite proiectantului specializat de dispozitive, care elaboreaz proiectul de execuie al dispozitivului.

Tipul sculei achietoare se alege n funcie de procedeul de prelucrare, materialul piesei de prelucrat, precizia de prelucrare, tipul produciei (individual, serie, mas). Dimensiunea sculei se determin fie pe baza calcului dimensiunilor intermediare (pentru lrgitoare, alezoare, broe i alte scule cu dimensiuni fixe), fie dup determinarea regimului de achiere prin calcule de rezisten, n funcie de fora de achiere (pentru cuite de strunjit, bare de alezat, etc.).

Alegerea verificatoarelor se face n funcie de precizia de prelucrare impus pe desen, care condiioneaz valoarea diviziunii instrumentului sau aparatului de msurare, de control (calibre)precum i de factorii economici: costul instrumentului de msurare sau control, timpul necesar efecturii controlului sau msurrii, verificrii preciziei de prelucrare, etc.

Verificatoarele se pot alege respectnd condiia ca valoarea erorii de msurare s fie egal cu 1/5 1/20 din tolerana prescris la parametrul de verificat.

La msurtorile de cote se pot folosi instrumente de msur conform recomandrilor practice din tabelul 2.1.

Corespondena dintre tolerana piesei i instrumentul de msurare

Tabelul 2.1.

Cmp de toleran al piesei Tp [mm]Instrumente de msurare i precizia de citire

0,5ubler 1/10

0,25ubler 1/20

0,1Micrometru 1/100

0,05Micrometru 1/100

0,01Micrometru cu prghie 1/500

0,005Minimetru, ortotest, etc.

2.3.6. Calculul adaosurilor de prelucrare i al dimensiunilor intermediare

Adaosul de prelucrare reprezint stratul de material care se ndeprteaz prin achiere de pe suprafeele semifabricatului, n scopul obinerii preciziei i rugozitii impuse prin desen suprafeelor prelucrate ale pieselor.

Se deosebesc urmtoarele noiuni referitoare la adaosurile de prelucrare i dimensiunile intermediare.

Adaosul de prelucrare intermediar, reprezint stratul de material care se ndeprteaz la fiecare operaia (faz, trecere) de pe suprafaa semifabricatului.

Adaosul de prelucrare total, este stratul de material ndeprtat n toate operaiile (fazele, trecerile) succesive de prelucrare mecanic a suprafeelor semifabricatului considerat pentru a se obine suprafaa finit a piesei.

Att adaosurile intermediare ct i cele totale pot fi simetrice sau asimetrice.

Adaosurile simetrice sunt cele prevzute la prelucrarea suprafeelor exterioare i interioare de revoluie sau la prelucrarea simultan a dou suprafee plane paralele opuse.

Adaosurile asimetrice sunt cele care au valori diferite pentru suprafeele opuse ce se prelucreaz n faze diferite, sau adaosurile prevzute numai pentru prelucrarea uneia din suprafeele opuse ale pieselor.

Dimensiunile intermediare reprezint valorile dimensiunilor succesive care se obin la operaiile (fazele) de prelucrare prin achiere ale suprafeelor considerate, dup ndeprtarea adaosurilor de prelucrare intermediare.

La ultima operaie (faz) de prelucrare a fiecrei suprafee, rezult dimensiunea finit (final) a suprafeelor respective. Dimensiunile intermediare sunt dimensiuni tehnologice care se nscriu n documentaia de fabricaie (planul de operaii sau fia tehnologic).

Determinarea valorii optime a adaosurilor de prelucrare i calculul dimensiunilor intermediare are o deosebit importan tehnico-economic la proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanic, deoarece valoarea acestora influeneaz direct asupra preciziei de prelucrare, productivitii i costului prelucrrii.

Adaosurile de prelucrare prea mari necesit treceri, faze sau operaii suplimentare de prelucrare mecanic, mresc consumul de metal pentru execuia piesei, consumul de scule achietoare, de energie electric i prin urmare, conduc la mrirea costului final al pieselor.

Adaosurile de prelucrare prea mici nu asigur ntotdeauna ndeprtarea prin achiere a straturilor superficiale cu defecte ale semifabricatelor, pe suprafa pot rmne pete neprelucrate, i ca urmare crete numrul de piese rebutate.

Ca valoare, adaosurile de prelucrare se pot determina (calcula):

prin metoda experimental-statistic;

prin calcul analitic.

Metoda experimental-statistic const n stabilirea adaosurilor de prelucrare cu ajutorul unor standarde sau tabele normative, alctuite pe baza experienei n proiectare a tehnologului sau a datelor statistice din societatea respectiv.

Dezavantajul metodei const n faptul c adaosurile sunt determinate fr a se ine seama de procesul tehnologic concret de prelucrare, de modul de aezare a semifabricatului la diferite operaii sau faze i de erorile de prelucrare ale operaiilor (fazelor) precedente. Din aceast cauz, adaosurile astfel determinate sunt orientative i n general, au valori mai mari dect este strict necesar.Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare se bazeaz pe analiza factorilor care determin mrimea adaosurilor i stabilirea elementelor componente ale acestora.

La calculul analitic se pornete de la premiza c mrimea adaosului intermediar pentru faza (operaia) curent, trebuie s fie suficient pentru a putea fi nlturate toate erorile de prelucrare aprute la faza (operaia) precedent de prelucrare, la care se adaug eroarea de aezare la faza curent de lucru.

Factorii (mrimile) care se iau n considerare la calculul analitic al adaosului de prelucrare intermediar sunt urmtoarele:

1. nlimea neregularitilor microprofilului n 10 puncte Rz, rezultat la faza precedent, depinde de procedeul de prelucrare, de modul de formare a achiei (de rupere, de curgere, etc.), regimul de achiere folosit, vibraiile de nalt frecven ale mainii-unelte sau sculei, natura sau calitatea lichidului de achiere utilizat n prelucrare.

2. Adncimea stratului superficial defect S, rezultat la faza precedent de prelucrare a suprafeei. Pentru semifabricatele turnate din font cenuie stratul superficial const dintr-o crust perlitic dur.

La semifabricate forjate din oel, stratul superficial se caracterizeaz printr-o zon decarburat i existena unor oxizi de suprafa.

n urma prelucrrii prin achiere n stratul superficial se formeaz o zon ecruisat. Din aceast cauz n faza curent trebuie nlturat nu neaparat ntreaga adncime a stratului superficial ecruisat, ci numai adncimea zonei superioare intens deformate.

3. Abaterile de la poziia i orientarea reciproc corect (impus) a suprafeei de prelucrat fa de suprafeele de bazare ale piesei, denumite pe scurt abateri spaiale notate cu w. Ca exemplu de astfel de abateri se pot meniona:

- abaterea de la coaxialitatea suprafeei exterioare (de bazare) fa de suprafaa unui alezaj;

- abaterea de la coaxialitatea treptelor arborilor;

- abaterea de la perpendicularitatea suprafeei frontale fa de axa suprafeei cilindrice de bazare;

- abaterea de la paralelism a suprafeei plane prelucrate, fa de suprafaa plan de bazare la piese de tipul carcaselor, etc.

Abaterile spaiale apar datorit erorilor de execuie (prelucrare) i deformrii semifabricatelor forjate, turnate, datorit deformrilor la tratamentele termice, precum i ca urmare a erorilor geometrice ale mainii-unelte, pe care se execut operaiile de prelucrare. n calculul adaosului intermediar se iau n consideraie ntotdeauna abaterile spaiale de la faza precedent (ca de altfel i factorii Rz i S amintii anterior).

4. Abateri cauzate de eroarea de instalare (poziionare, orientare) sau de verificare a semifabricatului la prelucrarea curent

Aceste abateri intervin n relaia de calcul a adaosului de prelucrare prin: eroarea de orientare i fixare (instalare) ic la operaia curent, dac prelucrarea se face prin metoda obinerii automate a preciziei dimensiunilor piesei (deci reglarea la dimensiune nu se face dup fiecare pies prelucrat), respectiv prin eroarea de verificare la operaia curent, dac prelucrarea se realizeaz prin metoda obinerii individuale a preciziei dimensionale.

n relaiile de calcul ale adaosului, componentele acestuia ce rezult din faza precedent se noteaz de obicei cu indicele p, iar cele care corespund fazei curente sunt notate cu indicele c.

Valoarea adaosului de prelucrare intermediar minim, se obine prin nsumarea mrimilor componente .

Abaterile spaiale w i eroarea de orientare i fixare reprezint vectori, deoarece au att o valoare numeric, ct i o direcie i un sens i deci nsumarea acestora se va face vectorial.

Astfel, la prelucrarea suprafeelor plane, vectorii sunt coliniari, i deci:

EMBED Equation.3

(2.4.)

iar la prelucrarea suprafeelor exterioare i interioare de revoluie pot avea direcii oarecare, de aceea nsumarea se face la valoarea cea mai probabil, prin regula rdcinii ptrate, conform relaiile:

EMBED Equation.3

(2.5.)

Adaosul de prelucrare intermediar minim, notat 2Ac.min pentru prelucrarea prin metoda obinerii automate a preciziei dimensionale se calculeaz cu relaiile:

pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la prelucrarea suprafeelor exterioare i interioare de revoluia:

(2.6.)

pentru adaosuri simetrice (la prelucrarea suprafeelor plane opuse), nlturate simultan:

(2.7.)

pentru adaosuri asimetrice la prelucrarea suprafeelor plane opuse prelucrate n faze (operaii) diferite sau pentru adaos pe o singur suprafa plan:

(2.8.)

n cazul n care prelucrarea se face prin metoda obinerii individuale a preciziei dimensionale, cu verificarea poziiei fiecrui semifabricat fixat pe maina-unealt, n relaiile (2.6), (2.7) i (2.8), se nlocuiete eroarea de orientare i fixare cu eroarea de verificare la operaia curent.

Valorile componentelor adaosului de prelucrare din relaiile de mai sus sunt date n literatura de specialitate pentru diverse tipuri de semifabricate i procedee de prelucrare.

Calculul adaosurilor de prelucrare intermediare se face n ordinea invers celui n care se execut operaiile sau fazele de prelucrare ale fiecrei suprafee, n vederea stabilirii dimensiunilor intermediare corespunztoare fiecrei operaii sau faze.Schema adaosurilor i dimensiunilor intermediare la prelucrrile prin achiere prin metoda obinerii automate a preciziei dimensionale se prezint n fig. (2.2.).

Fig. 2.2. Schema de calcul a adaosurilor de prelucrare i dimensiunilor intermediare

La prelucrarea arborilor pe maini unelte reglate la dimensiune (metoda obinerii automate a dimensiunilor n cazul n care semifabricatul are dimensiunea dp.min, prin prelucrare se va obine n general dimensiunea dc.min la operaia curent, iar la prelucrarea semifabricatului cu dimensiunea dp.max, se obine dimensiunea maxim dc.max.

Deci, adaosurile de prelucrare minime se calculeaz pentru prelucrarea arborilor folosind relaia (fig. 2.2.a.).

(2.9)

n mod asemntor, pentru prelucrarea alezajelor (fig. 4.2.b.) adaosul minim se calculeaz cu relaia:

(2.10)

Determinarea dimensiunilor intermediare n cazul prelucrrii suprafeelor exterioare i interioare de revoluie rezult pe baza acelorai scheme din fig. 2.2.

Astfel, pentru suprafeele de tip arbore:

sau

iar pentru suprafee de tip alezaj:

sau

n cazul adaosurilor asimetrice, la prelucrarea suprafeelor plane:

(2.19)

(2.20)

n legtur cu relaiile de calcul ale adaosului de prelucrare prezentate mai sus, se fac urmtoarele observaii:

a). n primul rnd pe schia corespunztoare operaiei (fazei) respective din cadrul planului de operaii se trece o singur cot caracterizat de dimensiunea nominal i abaterile limit admisibile.

Avnd n vedere i sensurile n care muncitorul poate rebuta iremediabil piesa, se recomand ca pe desenul piesei aferente operaiilor (fazelor) respective s se treac:

- pentru arbori:

(2.21)

- pentru alezaje:

(2.22)

n cazul dispunerii abaterilor la dimensiunea final sub alt form dect cea corespunztoare pieselor (arbori, alezaje) unitare, se respect acest mod i pentru dimensiunile intermediare ale proceselor de prelucrare impuse suprafeelor respective.

b) O alt observaie care se impune, este aceea c nu trebuie s se exagereze cu precizia de calcul a dimensiunilor nominale care trebuie corelate cu ordinul de mrime al toleranelor corespunztoare naturii i tipului operaiei (fazei). n acest sens, ordinul zecimalelor cotei nominale trebuie s fie mai mic cu o unitate dect ordinul zecimalelor cmpului de toleran impus.

Spre exemplu: dac dc= 30 0,0120, 2Ac.min.= 0,095, iar Tp= 0,062, rezult c:

dp.min.= dc.min.+ 2Ac.min= 29,988 + 0,095 = 30,083 mm

Pe schia corespunztoare operaiei (fazei) respective se va trece cota de proiectare sub forma: 30,08 0,062 i nu 30,083 0,062.

2.3.7. Principiile de baz ale calculului regimurilor de achiere2.3.7.1. Regimul de achiere. Noiuni de baz

Regimul de achiere reprezint factorul principal care determin valoarea normei de lucru (timp), i deci influeneaz asupra productivitii prelucrrii. Acesta este caracterizat de valorile optime ale urmtorilor parametrii: adncimea, avansul i viteza de achiere (t, s, v).

Parametrii regimului de lucru sunt determinai de anumite micri ale sculei i semifabricatului de prelucrat.

Adncimea de achiere se realizeaz prin deplasarea liniar a sculei ctre pies sau invers. Aceast deplasare de poziie reciproc a sculei i piesei de prelucrat se efectueaz la nceputul unei treceri, sau al unei curse de lucru, dup cum piesa are micare de rotaie sau de translaie.

Avansul se realizeaz prin aa numita micare de avans, care poate fi realizat (fig. 2.3.) prin una sau mai multe micri astfel:

prin deplasare longitudinal sau transversal a cuitului (fig. 2.3.a) la strunjire;

prin deplasarea longitudinal a piesei (fig. 2.3.b) la frezare;

prin deplasarea axial a burghiului (fig. 2.3.c) la burghiere;

prin deplasarea transversal a piesei (fig. 2.3.d) la rabotare.

Fig. 2.3 Tipuri de micri ale sculei i piesei la prelucrrile prin achiere

Avansul se determin dup procedeul de prelucrare. n cazul mainilor unelte la care micarea de avans este legat cinematic cu micarea principal (strunguri, maini de frezat, de gurit, de rabotat, etc.), mrimea avansului se determin n mm la o rotire a piesei, sau sculei, (mm/rot), spre exemplu la strunjire, frezare, gurire, sau n (mm/curs dubl) la rabotare i mortezare.Avansurile se pot prezenta sub formele urmtoare:

- avans pe minut (sau viteza de avans):

,

(2.23)

s fiind dup caz, mm/rot sau mm/curs dubl, iar n numrul de rotaii sau de curse duble pe minut;

- avansul pe dinte (la frezare):

,

(2.24)

unde z este numrul de dini ai frezei.

Viteza principal de achiere vp este distana parcurs de tiul sculei n unitatea de timp, n direcia micrii principale, care poate fi de rotaie (la strunjire, frezare, rectificare etc.) i rectilinie (la rabotare, mortezare, etc.).

Viteza de achiere se noteaz cu vp i se msoar n m/sec la prelucrarea prin rectificare i n m/min n cazul celorlalte prelucrri prin achiere.

Formulele pentru calculul vitezei se determin pe baza micrii principale de lucru:

cnd micarea principal este de rotaie:

,

(2.25)

sau

,

(2.26)

unde D este diametrul piesei sau sculei, n mm, iar n numrul de rotaii al piesei sau sculei pe minut.

cnd micarea principal este de translaie:

,

(2.27)

unde, L este lungimea cursei de lucru dat de micarea principal n mm; vcl- viteza cursei de lucru; vcg viteza cursei de mers n gol; nc.d.- numrul de curse duble pe minut ale micrii principale.

Cnd vcl = vcg atunci:

,

(2.28)

Adncimea de achiere t i avansul s (fig. 2.4) determin direct seciunea achiei (grosimea de achiere a, i limea de achiere, b).

Adncimea de achiere t, este distana msurat pe normal dintre suprafaa iniial a piesei i cea prelucrat.

Avansul s, este distana dintre dou poziii succesive ale sculei la o rotaie a piesei sau sculei la o curs dubl a sculei sau a piesei.

Fig. 2.4. Parametrii regimului de achiere (t,s) i seciunii achiere a,b, la strunjireFig. 2.5. Schema forelor de achiere la strunjire

Forele, momentele i puterea de achiere

Fora de achiere poate fi descompus dup cele 3 axe ale sistemului de coordonate rectangulare (fig. 2.5) astfel:

componenta tangenial Fz, tangent la suprafaa de prelucrat;

componenta axial Fx, sau de avans, ndreptat n direcia avansului;

componenta radial Fy, ndreptat nspre piesa de prelucrat.

Fora de achiere rezultant F, este dat de suma vectorial a celor trei componente:

EMBED Equation.3 ,

(2.29)

iar algebric se determin cu relaia:

,

(2.30)

n care xF, yF, CF sunt constante de achiere i depind de condiiile concrete de lucru.

Momentul de torsiune Mt i puterea de achiere Ne, se calculeaz astfel:

,

(2.31)

,

(2.32)

unde vp este dat n m/min, Fz, n daN i D n mm. ( reprezint n mod similar cu CF, xF, yF, coeficieni specifici procesului de achiere).

2.3.7.2. Date iniiale necesare calculului parametrilor regimurilor de achiere

Determinarea regimului de achiere are loc dup elaborarea succesiunii tehnologice de prelucrare cnd se cunosc urmtoarele elemente:

forma, dimensiunile, poziia dimensional-geometric i rugozitatea suprafeei piesei finite;

forma i dimensiunile semifabricatului;

caracteristicile mecanice ale materialului de prelucrat;

numrul, natura i succesiunea operaiilor i a fazelor de lucru;

adaosurile de prelucrare i dimensiunile intermediare ale operaiilor i fazelor procesului tehnologic;

materialul i parametrii geometrici ai sculelor;

tipul mainii-unelte i sistemul de prindere (orientare) i fixare a semifabricatelor.

Stabilirea regimului de lucru const n determinarea valorilor parametrilor de baz, - adncimea, avansul i viteza de achiere, n concordan cu condiiile concrete, specificate anterior.

La alegerea unui regim de achiere raional (tiinific) se iau n considerare valorile cele mai avantajoase ale parametrilor de lucru, n ceea ce privete productivitatea, costul precizia de prelucrare i rugozitatea suprafeei prelucrate.

n cazul fazelor (operaiilor) de degroare se impune utilizarea spre maxim a puterii mainii-unelte (prin folosirea capacitii de prelucrare a sculelor sau prin achierea cu mai multe scule simultan).

2.3.7.3. Succesiunea etapelor la determinarea parametrilor regimurilor de achiere prin metoda clasic

La proiectarea regimurilor de prelucrare se au n vedere urmtoarele etape de lucru:

alegerea mainii-unelte;

alegerea sculei achietoare;

determinarea adncimii, avansului i a vitezei de achiere;

determinarea turaiei de lucru i recalcularea vitezei de achiere i a durabilitii sculei;

determinarea forelor i puterii efective de achiere.

Alegerea mainii-unelte se face n funcie de tipul operaiilor i fazelor necesare, forma, dimensiunile, gradul de precizie i lotul de fabricaie ale piesei ce se prelucreaz.

Adoptarea definitiv a mainii-unelte se face dup stabilirea regimului de lucru, cnd utilajul se va verifica, dup cum se va arta n continuare, la solicitrile de lucru, precum i la gama de turaii i avansuri impuse de regimul adoptat sau calculat.

Alegerea sculei achietoare se face n funcie de modul de proiectare a procesului tehnologic de prelucrare.

Dup stabilirea tipului sculei achietoare i cunoscndu-se natura procedeului suprafeei impuse de prelucrat i faza de lucru degroare, semifinisare, sau finisare se alege scula cu geometria optim corespunztoare.

n funcie de natura materialului de prelucrat, i caracteristicile fizico-mecanice, se alege materialul sculei (oel carbon pentru scule, oel aliat pentru scule, oel rapid sau din aliaje dure, materiale metalelor i mineralo-ceramice, diamante industriale etc.).

2.3.7.4. Determinarea parametrilor regimului de achiere

Adncimea de achiere are o influen mic asupra durabilitii i a vitezei de achiere, care pentru strunjire se determin astfel:

,

(2.33)

n care, T este durabilitatea sculei, n minute; Cv coeficient care depinde de caracteristicile materialului ce se prelucreaz; xv, yv exponenii mrimilor t i s; ki coeficieni dependeni de condiiile concrete de prelucrare.

Exponenii xv i yv sunt mai mici ca unitatea, iar xv < yv.

Rezult c adncimea de achiere t are cea mai mic influen asupra durabilitii, iar viteza are cea mai mare pondere. De aici, se deduce ordinea n care se face alegerea sau calculul parametrilor regimului de achiere: adncimea, avansul, viteza (t,s,v).

Adncimea de achiere se ia la valoarea maxim admis de rezistena sculei achietoare i de precizia de prelucrare. n general, cum adaosurile de prelucrare sunt variabile (mai mari sau mai mici n funcie de tipul i precizia semifabricatului, acestea se aleg n aa fel nct s se utilizeze ct mai puine treceri prin achiere.

Determinarea (adoptarea) avansuluiAvansul are influen mic asupra durabilitii i acioneaz pozitiv asupra diminurii ponderii vibraiilor care apar n procesul de achiere. De aceea, la prelucrrile de degroare se recomand stabilirea (adoptarea) avansului maxim admis de factorii ce-l limiteaz, dintre care cei mai importan sunt: rezistena sculei, rigiditatea sistemului tehnologic, precizia dimensional-geometric i calitatea suprafeei prelucrate.

La degroare, valoarea avansului este limitat de primii doi factori, iar la finisare de precizia dimensional-geometric i calitatea suprafeei prelucrate. Metoda determinrii sau adoptrii avansului const n urmtoarele:

a) n cazul prelucrrilor de degroare, se alege (sau se determin) avansul n funcie de rezistena sculei i de rigiditatea sistemului tehnologic, iar valoarea adoptat se verific din condiia rezistenei mecanismului de avans al mainii-unelte i precizia suprafeei prelucrate.

b) n cazul prelucrrilor de finisare avansul se alege (sau se determin) n funcie, ndeosebi de calitatea suprafeei prelucrate, verificndu-se apoi n funcie de precizie, rezistena sculei i a mecanismului de avans i rigiditatea sistemului tehnologic (dac este cazul).

Determinarea vitezei de achiereDup alegerea (calculul) adncimii de achiere i avansului, cunoscndu-se durabilitatea sculei achietoare, viteza de achiere se calculeaz cu relaia (2.33).

Viteza de achiere depinde n afar de factorii menionai anterior i de: geometria sculei, de starea suprafeei piesei i de lichidul de achiere, (rcire-ungere)prin intermediul coeficienilor ki (relaia 2.33).

2.3.7.5. Determinarea puterii efective i turaiei de lucru

Puterea efectiv de lucru Ne se determin cu relaia (2.32) i se verific ndeplinirea condiiei:

(2.34)

unde Nmu este puterea mainii-unelte, iar w randamentul lanului cinematic al micrilor de achiere (w = 0,7 0,8).

Turaia piesei se calculeaz cu relaia:

,

(2.35)

iar numrul de curse duble pe minut astfel:

,

(2.36)

Aceste valori calculate se adopt la valorile cele mai apropiate aflate din gama de turaii i de avansuri ale mainii unelte adoptate pentru operaia respectiv.

Valorile t,s,v se pot adopta i din normative de regimuri de achiere i apoi se fac aceleai verificri ca mai sus.

2.3.8. Bazele normrii tehnice

2.3.8.1. Norma de timp i norma de producie

La proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanic se urmrete realizarea unor consumuri minime de timp att pentru fiecare operaie n parte ct i pentru ntreg procesul tehnologic. Pentru aceasta trebuie avute n vedere analiza definiiei i structurii normei de munc

Norma de munc se poate determina ca norm de timp sau norm de producie.

Norma de timp Nt, reprezint timpul necesar executrii unui produs de ctre unul sau mai muli muncitori care au calificarea corespunztoare i lucreaz cu intensitatea normal, n anumite condiii tehnico-organizatorice precizate.

Norma de producie Np, exprim cantitatea de produse executate n unitatea de timp, n aceleai condiii ca la norma de timp.

ntre norma de timp i norma de producie exist relaia:

,

(2.37)

n industria constructoare de maini, ca indice de baz se folosete norma de timp.

2.3.8.2. Structura normei de timp

n fig. 2.6. este prezentat schematic conform STAS 6909-75 structura normei de timp.

Timpul de pregtire Tp, este timpul n cursul cruia muncitorul, nainte de nceperea lucrului, creeaz la locul de munc condiiile necesare efecturii prelucrrii i dup terminarea lucrului aduce locul de munc n starea iniial. Activitile practice incluse n acest timp sunt: primirea comenzii, studiul documentaiei tehnologice, primirea i predarea sculelor, dispozitivelor i verificatoarelor, primirea semifabricatelor, predarea pieselor finite i a restului de material, etc.Fig. 2.6 Structura normei tehnice de timp

Acest timp se ia o singur dat n structura normei de timp pentru ntregul lot de piese prelucrate la operaia respectiv.

Timpul operativ Top, este timpul n cursul cruia muncitorul efectueaz sau supravegheaz lucrrile necesare, pentru modificarea cantitativ i calitativ a produsului. Acesta este format din timpul de baz tb i timpul ajuttor ta.a) Timpul de baz tb, la operaiile i fazele de prelucrare prin achiere, reprezint timpul consumat pentru prelucrarea efectiv pe maina-unealt a materialului (semifabricatului) n vederea modificrii formei, dimensiunilor i calitii suprafeei acestuia.

Acest timp depinde direct de regimul de achiere i se poate determina prin calcul cu relaia de forma:

,

(2.38)

n care li reprezint suma lungimilor de intrare, ieire din achiere, i lungimea suprafeei prelucrate; va viteza de avans, i numrul de treceri sau prin cronometrare.

b) Timpul ajuttor, ta este timpul consumat pentru efectuarea mnuirilor (micrilor) necesare executrii produsului, timp n care piesa, n general, nu sufer transformri dimensionale.

Acest timp se consum pentru prinderea i desprinderea piesei de prelucrat pe maina-unealt, comanda mainii-unelte, msurtori la luarea achiilor de prob, evacuarea achiilor (la operaii de burghiere, tarodare), msurtori de control, etc.

Timpul de deservire a locului de munc Tdl, este timpul n decursul cruia muncitorul asigur pe toat durata schimbului de lucru meninerea n stare normal de funcionare a utilajului, a sculelor, precum i organizarea, ordinea i curenia la locul de munc.

Acesta are dou componente: timpul de deservire tehnic, tdt i timpul de deservire organizatoric tdo.

a) Timpul de deservire tehnic tdt, este consumat pentru nlocuirea sculelor uzate, reglarea mainii unelte, ascuirea sculelor i reglarea acestora n vederea prelucrrii.

b) Timpul de deservire organizatoric tdo, se refer la: aezarea semifabricatelor, a sculelor, primirea i predarea schimbului de lucru, ungerea i curirea utilajului, etc.

Timpul de ntreruperi reglementate Tr, este timpul n cursul cruia procesul de munc este ntrerupt pentru odihna i necesitile fiziologice ale muncitorului ton i pentru a avea loc ntreruperile condiionate de tehnologie i de organizarea muncii tto.

a) Timpul de odihn i necesiti fiziologice ton, este folosit pentru odihn i satisfacerea necesitilor fiziologice i de igien personal a muncitorului.

b) Timpul de ntreruperi condiionate de tehnologie i de organizarea muncii tto, reprezint timpul de ntrerupere a procesului de munc ce rezult inevitabil din prescripiile tehnice de folosire a utilajului, din tehnologia de prelucrare i din activitatea muncitorilor la locul de munc respectiv .

Norma de timp pentru operaia sau faza de prelucrare a unei singure piese se calculeaz cu relaia:

,

(2.39)

n care Nlot este numrul de piese din lotul lansat n fabricaie.

Pentru simplificarea calculului normei de timp, timpul de deservire tehnic se exprim n procente din timpul de baz, iar timpul de deservire organizatoric precum i cel de odihn i necesiti fiziologice se exprim n procente din timpul operativ, astfel c norma de timp se poate calcula folosind relaia:

,

(2.40)

n care: kdt este procentul timpului de deservire tehnic, din timpul de baz (pentru strunguri mijlocii spre exemplu: kdt = (2 ... 5)%; kdo i kon procentul timpului de deservire organizatoric, respectiv de odihn i necesiti fiziologice, din timpul operativ; spre exemplu pentru strunguri: kdo = 1 ... 2,5%; kon = 3 ... 5,5 %.

De reinut c la fabricaia de mas i de serie mare, timpul de pregtire ncheiere nu se include n norma de timp a muncitorului care efectueaz operaii de prelucrare, deoarece reglarea mainii-unelte , a sculelor, dispozitivelor, precum i pregtirea locului de munc se fac de reglori specializai i muncitori auxiliari.

Pentru stabilirea normelor de timp se folosesc n mod curent urmtoarele metode:

- metoda experimental-statistic cnd norma de timp se stabilete experimental sau pe baz statistic, prin analogie cu alte prelucrri similare la piese din aceeai grup (arbori, buci, roi dinate, corpuri complexe, etc). Aceast metod conduce la valori aproximative ale normelor de timp;

- metoda analitic se bazeaz pe analiza procesului tehnologic pe elementele sale componente: operaii, faze, treceri, mnuiri, micri.

Metoda analitic are dou variante: a) metoda analitico-experimental, cnd consumurile de timp sunt determinate pe baza msurtorilor directe ale timpului consumat la locul de munc; b) metoda analitico-teoretic, pentru care consumul de timp pe operaii i faze se determin pe baza normativelor de timp existente (tabele, grafice) sau a unor metode rapide de normare asistate de calculator.

Principalele metode de analiz experimental, prin msurtori a consumurilor de timp sunt:

cronometrarea;

fotografierea timpului de munc.

Cronometrarea se face n scopul determinrii timpilor care se repet ciclic n cadrul operaiei sau fazei, adic a timpului de baz i a celui ajuttor. Datele obinute servesc la elaborarea normativelor de timp utilizate la calculul analitic al normelor de timp.

Fotografierea timpului de munc const n msurarea tuturor consumurilor de timp n decursul unui schimb de lucru, pentru determinarea timpului de deservire a locului de munc, a timpilor de ntreruperi reglementate i a pierderilor de timp de lucru nejustificate.

Ambele metode permit descoperirea rezervelor de productivitate, cu privire n special la ncrcarea ntr-un procent mai mare a utilajelor, descoperirea deficienelor tehnico-organizatorice legate de procesul tehnologic, etc.

2.3.9. Alegerea variantei optime (economice) de proces tehnologic

Procesul tehnologic de prelucrare mecanic se poate concepe n mai multe variante tehnologice care pot fi echivalente din punct de vedere tehnic, dar care pot diferi prin numrul de operaii, coninutul i modul de organizare al acestora, etc. Alegerea celei mai economice variante tehnologice se poate face cu ajutorul unor indici tehnico-economici care caracterizeaz economicitatea i rentabilitatea variantelor comparate.

Aceti indici se pot mpri n: indici absolui i relativi.

a) Indici tehnico-economici absolui Principalii indici tehnico-economici absolui sunt:

1) Timpul de baz total pentru cele n operaii de prelucrare:

,

(2.41)

Varianta tehnologic pentru care timpul de baz total este cel mai mic se consider mai avantajoas din punct de vedere al productivitii prelucrrii. Acest indice economic este simplu, ns nu permite estimarea complet a variantelor comparate.

2) Manopera de timp total a procesului tehnologic, se determin prin nsumarea normelor de timp Nt pentru toate operaiile de prelucrare:

,

(2.42)

Manopera total este indicele principal ce caracterizeaz procesul tehnologic n privina cheltuielilor de munc efectiv curent, ns nu d posibilitatea aprecierii variantelor tehnologice i dup cheltuielile de munc materializat n mijloacele de producie i n materialele utilizate n fabricaie.

Compararea variantelor cu ajutorul acestui indice permite s se aleag cel mai productiv proces tehnologic.

3) Costul piesei, Pc este principalul indice tehnico-economic de evaluare a economicitii variantelor tehnologice, caracteriznd procesele tehnologice dup cheltuielile totale de munc efectiv curent i materializat.

Costul piesei se compune din costul materialului sau semifabricatului M, salariul muncitorilor productivi ocupai direct cu executarea piesei S, i cheltuielile generale ale seciei de fabricaie R, adic:

,

(2.43)

n cazul prelucrrii piesei direct din material laminat, costul materialului necesar pentru executarea unei piese este dat de relaia:

,

(2.44)

n care: c este costul unui kilogram de material laminat, lei/kg; m masa semifabricatului, kg; c1 costul unui kilogram de deeu recuperat, lei/kg; k = 0,8 coeficient de recuperare a deeurilor; m1 masa piesei finite, kg.

n cazul executrii piesei dintr-un semifabricat forjat, matriat sau turnat, parametrul M se calculeaz cu relaia:

,

(2.45)

n care: Msf este costul materialului iniial pentru execuia semifabricatului, n lei; Ssf salariile muncitorilor productivi din secia de semifabricate, n lei; Rsf cheltuielile generale de fabricaie (regia) seciei de semifabricate, n lei.

Salariile muncitorilor direct productivi S, se calculeaz cu relaia:

,

(2.46)

n care: este norma de timp la operaia i, ore; si salariul orar corespunztor ncadrrii operaiei care se execut, lei/or; n numrul operaiilor.

Cheltuielile generale de fabricaie R ale seciei de prelucrri mecanice (regia de fabricaie) se determin proporional cu salariile muncitorilor direct productivi, (sau ali parametri) adic folosind relaia:

,

(2.47)

n care: CR este procentul cheltuielilor generale de fabricaie ale seciei mecanice.

Pentru a putea stabili economicitatea diferitelor variante tehnologice se ntocmesc grafice de variaie a costului n funcie de numrul pieselor care se prelucreaz. n acest scop cheltuielile care compun costul piesei, se mpart n dou grupe:

cheltuieli curente (variabile) A, care se fac pentru fiecare pies prelucrat;

cheltuieli constante B, care se fac o singur dat pentru ntregul lot de piese.

Cheltuielile din grupa A cuprind:

salariile muncitorilor direct productivi;

costul materialului;

cheltuielile pentru consumul de energie electric, aer comprimat, etc.

n grupa B se includ:

cheltuieli de investiii pentru utilaje, dispozitive speciale, matrie i forme speciale;

cheltuieli pentru reglarea mainii-unelte pentru ntregul lot de piese, etc.

n aceste condiii, costul ntregului lot format din n piese va fi dat de relaia:

,

(2.48)

Compararea costurilor aferente proceselor tehnologice de prelucrare se poate face grafic ca n fig. 2.7, n care variaia costului, spre exemplu pentru dou variante luate n studiu sunt reprezentate de dreptele . Punctul de intersecie 0 al celor dou drepte corespunde pe abscis unui numr de piese ncr denumit program de fabricaie critic (optim).

Pentru np < ncr, se alege ca variant tehnologic economic cea de-a doua, deoarece n acest domeniu .

n cazul n care np >ncr, se utilizeaz prima variant tehnologic, deoarece n acest domeniu .

Valoarea programului de fabricaie critic se poate determina analitic prin egalarea costurilor celor dou variante tehnologice:

,

(2.49)

de unde,

,

(2.50)

b) Indici tehnico-economici relativi

Dintre indicii tehnico-economici relativi (adimensionali) fac parte:

1) Coeficientul timpului de baz reprezint raportul ntre timpul de baz tb i norma de timp pe operaie, Nt:

,

(2.51)

i caracterizeaz ponderea timpului de baz n norma de timp a operaiei; cu ct este mai mare valoarea acestui coeficient, cu att structura operaiei este mai judicios elaborat.

Coeficientul timpului de baz se poate calcula i pentru estimarea ponderii acestora n ntregul proces tehnologic:

,

(2.52)

n care: Tb este timpul de baz total, calculat cu relaia (2.41); Tt manopera total a procesului tehnologic, determinat cu relaia (2.42).

2) Coeficientul de utilizare a materialului , se determin cu relaia:

,

(2.53)

n care: gpf este masa piesei finite, n kg; Gsf masa semifabricatului, n kg. La fabricaia de mas, acest coeficient ajunge la valoarea de 0,85, la fabricaia de serie 0,7, iar la cea individual 0,5 ... 0,6 (valori aproximative).

Pentru mrirea coeficientului de utilizare a materialului, trebuie s se tind spre apropierea formei semifabricatului de forma piesei finite, mrirea preciziei de obinere a semifabricatelor i mbuntirea calitii suprafeelor acestuia.

3) Coeficientul de ncrcare a mainilor-unelte u, reprezint raportul dintre numrul de maini-unelte calculate Qcalc i numrul de maini-unelte adoptat, Qad:

(2.54)

Pe de alt parte, numrul de maini unelte calculat Qcalc, se determin cu relaia:

,

(2.55)

n care: Ttot este timpul total normat, necesar pentru prelucrarea cantitii anuale de piese, n ore; Fr fondul anual real de timp de lucru al utilajului, n ore, calculat cu relaia:

,

(2.56)

unde Fn este fondul nominal anual de timp de lucru al utilajului, n ore, pentru un schimb de lucru; m numrul de schimburi de lucru; k coeficient de utilizare a fondului nominal de timp, care ine seama de pierderile de timp pentru repararea mainilor unelte (k = 0,98 pentru un schimb; k = 0,97 pentru dou schimburi; k = 0,96 pentru trei schimburi de lucru).

Deoarece numrul de maini-unelte calculat Qcalc poate rezulta fracionar, se rotunjete la un numr ntreg mai mare, obinndu-se astfel numrul admisibil Qadm de maini-unelte.

Trebuie s se urmreasc ntotdeauna ca valoarea coeficientului de ncrcare u, s fie ct mai apropiat de unitate.

La fabricaia de mas, coeficientul de ncrcare a mainii unelte este de aproximativ 0,85 ... 0,9, iar la fabricaia n serie 0,6 ... 0,7.

Acest coeficient se poate folosi att pentru evaluarea performanelor diferitelor operaii, ct i la nivelul ntregului proces tehnologic.

Indicii tehnico-economici relativi enumerai se utilizeaz n completarea indicilor absolui i nu au o valoare independent pentru aprecierea eficienei variantelor tehnologice.

Aprecierea eficacitii tehnico-economice a procesului tehnologic se realizeaz prin compararea valorilor calculate ale indicilor tehnico-economici absolui i relativi pentru diferite variante tehnologice elaborate, fie prin compararea acestora cu indicii realizai n cadrul societilor cu tehnologie avansat din ramura de producie respectiv, n ar sau strintate.

2.3.10. Msuri de management tehnologic pentru sincronizarea operaiilor la prelucrarea pe linii tehnologice in flux continuu

n cazul prelucrrii pieselor pe linii tehnologice n flux continuu dup ce procesul tehnologic a fost proiectat (au fost stabilite operaiile i fazele ntr-o succesiune raional) i s-a calculat timpul de lucru pe bucat la fiecare operaie, trebuie realizate o serie de modificri tehnologice (in proiectarea tehnologica si management),necesare n scopul sincronizrii operaiilor, adic a asigurrii condiiei ca normele tehnice de timp s fie ct mai apropriate de ritmul liniei tehnologice sau multiplii acestuia.

n acest mod se asigur o ncrcare a utilajelor uniform i se va evita mersul n gol sau strangularea la vreunul din locurile de munc.

Sincronizarea operaiilor se poate realiza pe urmtoarele ci [8], [3]:1) Regruparea fazelor sau a trecerilor n cadrul operaiilor;

2) Trecerea unor faze dintr-o operaie la alta;

3) Prelucrarea pieselor pe mai multe maini-unelte de acelai tip, atunci cnd norma pe bucat este un multiplu al ritmului liniei tehnologice, sau dac este posibil mai multe piese pe aceeai main.

4) Folosirea sculelor combinate pentru prelucrarea simultan a mai multor suprafee dintr-o singur trecere/faz;

5) Reducerea timpilor auxiliari de prindere/desprindere a piesei prin utilizarea msurilor de mecanizare i automatizare a echipamentelor respective, folosind sisteme mecanice, pneumatice, hidraulice, electrice, mixte.

6) Schimbarea regimurilor de achiere, dac este posibil, n funcie de condiiile concrete de lucru; n acest sens, adoptarea unui material pentru scul, care permite intensificarea regimului de lucru;

7) Schimbarea semifabricatului, pentru reducerea adaosurilor de prelucrare;

8) Automatizarea curselor de mers n gol ale mainilor-unelte;

9) Deservirea simultan a mai multor maini-unelte de ctre un singur muncitor;

10) Reglarea sculelor la dimensiune, n afara mainii unelte ,folosind dispozitive de prereglare;

11) Utilizarea sistemelor de control automat activ/pasiv n timpul prelucrrii (se reduce astfel timpul de inspecie).

2.3.11. Principii de management tehnologic n proiectarea succesiunii operaiilor i fazelor proceselor tehnologice de prelucrare prin achiereCele mai importante recomandri n proiectarea proceselor tehnologice sunt urmtoarele [17]:

1). Se recomand ca n limita posibilului, n timpul desfurrii procesului tehnologic bazele tehnologice (n special, baza de aezare) s fie schimbate ct mai rar, pentru a nu influena erorile de prelucrare de erorile de aezare i pentru a se reduce timpii auxiliari care influeneaz productivitatea prelucrarii.

2). n cadrul primelor operaii se recomand prelucrarea suprafeelor care joac rolul bazelor tehnologice i al celor de msurare n operaiile ulterioare.

3). Succesiunea operaiilor s aib n vedere ca rigiditatea piesei s scad descresctor ct mai uniform pentru a nu influena negativ precizia de prelucrare (de exemplu: la strunjirea arborilor n trepte se ncepe prelucrarea de la treapta mare spre cea mic i nu invers).

4). La nceputul prelucrarii se acioneaz asupra acelor suprafee care ar putea prezenta defecte ascunse (exemplu: la piesele turnate) pentru ca fabricaia s fie oprit de la nceputul procesului cu influen favorabila asupra productivitii.

5). Este recomandat ca prelucrarea suprafeelor s presupun i faze /operaii de degroare i de finisare (uneori chiar de semifinisare) pentru c degroarea nlturnd stratul mai dur de la suprafa, asigur protejarea sculei ,care asigur precizia impus la finisare (exemplu: decojirea barelor laminate, spargerea stratului dur la semifabricatele turnate, forjate sau semifabricate).

6). Suprafeele cu precizie ridicat se vor prelucra spre sfritul procesului tehnologic (n special, filete) pentru a nu se deteriora n timpul transportului interoperaional.

7). Pentru operaiile/fazele cu precizie mare i cu pericol de apariie a rebutului din cauze obiective sau subiective, se recomand control dimensional intermediar obligatoriu pentru a nu se continua prelucrarea cu suprafaa respectiv rebutat.

8). Dac la prelucrrile de degroare apar tensiuni interne importante, cu consecine asupra preciziei de prelucrare se recomand s se prevad operaii de detensionare natural sau artificial (spre exemplu, recoaceri de recristalizare dup ambutisare, etc.) pentru eliminarea sau diminuarea acestor tensiuni.

9). n cazul prelucrrii suprafeelor de revoluie, mai nti trebuie asigurat realizarea diametrului i apoi a lungimii acestuia.

10). Succesiunea operaiilor i fazelor s asigure, pe ct posibil, curse auxiliare minime ale sculelor.

11). La mainile - unelte care sunt prevzute cu mai multe axe principale, sau lucreaz cu multiscule (spre exemplu: maini unelte agregat de gurit, frezat, strunjit, strunguri automate monoax sau multiax) s se dispun acestea astfel nct s se asigure o ncrcare ct mai uniform ,pentru a nu influena negativ precizia de prelucrare (mai ales datorit deformaiilor elastice), dar i uzura diverselor elemente ale sistemului tehnologic.

12). Pentru cazul prelucrrii pieselor cu rigiditate mic (arbori de lungime mare i diametru mic), se recomand n funcie de dimensiuni ca s se utilizeze reazeme suplimentare (linete fixe sau mobile, spre exemplu); pentru scule cu rigiditate mic, n mod asemntor, se prevd astfel de elemente (buce de ghidare, cepi de ghidare, reazeme suplimentare, etc.).

13). Pentru reducerea lungimii curselor i creterea productivitii n cazul prelucrarii pieselor n trepte, se prelucreaz suprafeele ncepnd cu diametrul cel mai mic (n general, la captul arborelui).

14). Prelucrarea suprafeelor frontale cu condiii deosebite de perpendicularitate se recomand s se fac cu avansuri transversale.

15). Burghierea gurilor sub ( 15 mm ,trebuie fcut dup o centruire prealabil cu burghiu de centruire (scurt i rigid cu 2( = 900 unghi la vrf); nu este permis utilizarea ca gaur de centruire urma vrfului lsat de burghiul de la prelucrarea precedent.

16). Burghierea gurilor adnci se efectueaz cu diametre ale burghielor variind ca diametru cu 0,05 ... 0,12 mm, pentru protejarea acestora la rupere; adncimea primei burghieri s fie ntre (3 ( 49D; a doua ntre (2 ( 2,5)D; iar a treia (1 ( 2); D diametrul gurii, pentru a se asigura o bun rcire ungere i eliminare uoar a achiilor.

17). Gurile n trepte se prelucreaz ncepnd cu cea mare, asigurndu-se o productivitate mai buna i protecia sculelor de diametru mai mic respectiv creterea durabilitii acestora i o rcire ungere mai bun a sculelor.

!8). Pentru diminuarea efectelor vibraiilor asupra preciziei de prelucrare la folosirea sculelor profilate, este bine s se lucreze cu faa de degajare n jos.

19). Succesiunea fazelor n cadrul operaiilor cu multiscule s se fac n aa fel nct s permit evacuarea uoar a achiilor, pentru a evita ruperea sculelor i nrutirea calitii suprafeei prin frecare.2.3.12. Lansarea n fabricaie a pieselor n loturi optime

2.3.12.1.Calculul lotului optim de piese

Spre deosebire de producia de mas, n producia de serie, din cauza numrului mic de produse, nu se poate organiza desfurarea produselor tehnologice pe linii tehmologice n flux continuu, din care cauz procesul de producie se realizeaz pe loturi de piese.

La lansarea fiecrui lot de piese diferite (dar din aceeai familie n general), se consum mai multe categorii de timpi [8]:

- de pregtire ncheiere, care cuprinde timpul necesar pentru nregistrarea lansrii lotului, pentru aprovizionarea cu piese (semifabricate i SDV-uri, pentru reglarea utilajelor, instruirea muncitorilor, respectiv pentru predarea lotului de piese finite.

Timpul de pregtire ncheiere consumat n fabricaie necesit nite cheltuieli notate Bp, care raportate la numrul pieselor din lot x, d cheltuielile pentru bucata bp:

(2.57)

care reprezint o hiperbol echilateral (fig.2.8.).

Pentru dou loturi x1 i x2 economia la fiecare pies este:

(2.58)

La un numr total de N piese, care se execut ntr-un an se poate realiza o economie total E egal cu:

(2.59)

Din acest punct de vedere, rezult c ar fi economic ca loturile de piese s fie formate dintr-un numr ct mai mare de piese. ns numrul mare de piese conduce la o durat mare a ciclului de execuie a lotului ,cu consecine negative asupra imobilizrii mijloacelor circulante i a rentabilitii societii.

Pierderile care rezult din aceast imobilizare Plot sunt egale cu:

(2.60)

n care V reprezint valoarea mijloacelor circulante imobilizate, Dim durata medie de imobilizare, iar pierderea suportat de agentul economic exprimat n lei/an.

Valoarea mijloacelor circulante imobilizate este egal cu:

(2.61)

n care c este costul unei piese pn la intrarea n procesul de prelucrare, n lei/buc;

Cp costul prelucrrii (salarii directe + cheltuieli indirecte)

Durata medie a imobilizrii Dim reprezint fraciunea dintr-un an care revine n medie unui lot cu x piese, se determin cu relaia:

(2.62)

Din combinarea relaiilor (2.60), (2.61) i (2.62) rezult urmtoarea relaie final a pierderilor Plot;

(2.63)

relaie ce poate fi analizat pe loturi x1 i x2, de unde pierderea anual este:

(2.64)

Condiia trecerii de la un lot de piese la altul este:

(2.65)

Lotul de piese care asigur cele mai reduse cheltuieli totale de producie pe unitatea de produs se consider a fi lotul optim, care se poate determina att grafic ct i analitic.

Pentru determinarea mrimii lotului optim pe cale grafic se reprezint variaia componentelor cheltuielilor de producie/buc.

Astfel n figura 2.9, sunt reprezentate costul materialului Cm; salariul direct pe bucat s, cheltuieli indirecte cu regia pe bucat r, cheltuieli de pregtire ncheiere pe bucat ,

Fig. 2.9. Reprezentarea grafic a cheltuielilor de producie pe bucat, n funcie de mrimea lotuluicheltuielile de producie pe bucat, n funcie de mrimea lotului., cheltuielile determinate de imobilizarea mijloacelor circulante pe bucat Ki.mc, a crei ecuaie este:

(2.66)

Prin nsumarea tuturor cheltuielilor, rezult k ce reprezint variaia cheltuielilor de producie pe bucat, al crui minim indic mrimea lotului optim.

Astfel, rezult analitic urmtoarea relaie:

,

(2.67)

de unde rezult prin derivare n raport cu , lotul optim de piese egal cu:

,

(2.68)

relaie ce permite analiza factorilor ce influeneaz mrimea lotului optim de piese lansat n fabricaie.timp de ntreruperi condiionate de tehnologie i organizarea muncii (to)

timp de odihn i neces.fiziologice (ton)

Timp de deservire organizatoric (tdo)

Timp de deservire tehnic (tdt)

Timp ajut-tor

(ta)

Timp de baz (tb)

Timp de ntreruperi reglementare

(Tr)

Timp de deservire a locului de munc (Tdl)

Timp operativ

(Top)

Timp de pregtire ncheiere

(Tp)

NORMA DE TIMP

(Nt)

Fig. 2.8. Variaia cheltuielilor de pregtire ncheiere n funcie de numrul pieselor din lot

Fig. 2.7. Dependena grafic dintre preul de cost al piesei i numrul de piese prelucrate

6059

_1115454537.unknown

_1115625070.unknown

_1158687602.unknown

_1303754365.unknown

_1303808825.unknown

_1303810349.unknown

_1303810350.unknown

_1303810347.unknown

_1303810348.unknown

_1303810232.unknown

_1303754450.unknown

_1303754566.unknown

_1303754605.unknown

_1303754470.unknown

_1303754386.unknown

_1158687660.unknown

_1279529689.unknown

_1279531736.unknown

_1158687643.unknown

_1115625629.unknown

_1127639263.unknown

_1158687301.unknown

_1115625652.unknown

_1115625770.unknown

_1115625801.unknown

_1115625736.unknown

_1115625641.unknown

_1115625579.unknown

_1115625600.unknown

_1115625075.unknown

_1115624621.unknown

_1115624850.unknown

_1115625013.unknown

_1115625030.unknown

_1115624917.unknown

_1115624825.unknown

_1115624836.unknown

_1115624698.unknown

_1115621049.unknown

_1115624339.unknown

_1115624365.unknown

_1115622075.unknown

_1115454934.unknown

_1115454941.unknown

_1115454924.unknown

_1115451325.unknown

_1115453024.unknown

_1115453722.unknown

_1115453736.unknown

_1115453876.unknown

_1115453729.unknown

_1115453095.unknown

_1115453713.unknown

_1115453051.unknown

_1115452181.unknown

_1115452922.unknown

_1115453015.unknown

_1115452913.unknown

_1115451537.unknown

_1115452177.unknown

_1115451531.unknown

_1115450237.unknown

_1115450311.unknown

_1115450380.unknown

_1115451317.unknown

_1115450324.unknown

_1115450329.unknown

_1115450297.unknown

_1115450304.unknown

_1115450275.unknown

_1100501300.unknown

_1106639437.unknown

_1106641910.unknown

_1108199933.unknown

_1108882717.unknown

_1106641943.unknown

_1106641108.unknown

_1106638704.unknown

_1099472925.unknown

_1100075138.unknown

_1099472800.unknown