TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE PENTRU UN ARBORE CANELAT

1. Tehnologia de fabricaţie a arborelui canelat1.1 Studiul condiţiilor şi a datelor iniţiale1.2 Stabilirea itinerarului tehnologic1.3 Calculul adaosului de prelucrare si al dimensiunilor intermediare

2. Calculul regimurilor de aşchiere 2.1 Noţiuni de bază2.2 Alegerea maşinii – unelte2.3 Alegerea sculelor aşchietoare2.4 Calculul parametrilor regimurilor de aşchiere

3. Calculul normei de timp

4. Calculul tehnico-economic

3

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE A UNUI ARBORE CANELAT

Se va proiecta tehnologia de prelucrare mecanică prin aşchiere în condiţiile unei producţii de serie mică a reperului din figura următoare:

Fig. 5.1 Arbore canelat-desen de executie

1 Tehnologia de fabricaţie a arborelui canelat

1.1 Studiul condiţiilor şi a datelor iniţiale

Criterii ce stau la baza elaborării unui proces tehnologic

a) Criteriul tehnic

Acest criteriu presupune luarea tuturor măsurilor pentru realizarea produsului respectiv la performanţele prevăzute în documentaţia tehnică şi tehnologică. Potrivit acestui criteriu trebuie să se realizeze întreg volumul de producţie stabilit, cu parametrii de calitate impusi, privind precizia geometrică, de formă, de pozitie reciprocă şi de calitate a suprafeţelor, cu respectarea unor indici de fiabilitate astfel încât să existe garanţia unei exploatări a produsului în condiţii normale, pe o perioadă îndelungată.[13]

b) Criteriul economicAcest criteriu impune realizarea produsului tehnologic în condiţii de eficienţă maximă.

În acest scop, este necesar a se lua în discuţie mai multe variante de proces tehnologic, adoptându-se cea care asigură eficienţa maximă. Sub acest aspect, cele două criterii, tehnic şi economic, trebuie considerate într-o legătura indisolubilă, rezultând din analiza unui complex

4

de factori de natură tehnică, economică şi organizatorică ce trebuie să ducă la obţinerea unor produse cu proprietăţi de întrebuinţare superioare şi costuri minime.

c) Criteriul socialAcest criteriu impune proiectarea unor procese tehnologice care să asigure condiţii de

muncă cât mai uşoare pentru personalul de deservire. În acest scop, la elaborarea proceselor tehnologice trebuie luate măsuri pentru introducerea mecanizării şi automatizării avansate care să asigure eliberarea factorului uman de prestarea unor munci grele. Aceste măsuri trebuie să fie subordonate totodată celorlalte două criteri astfel încât, în ansamblu, să rezulte un proces tehnologic care să asigure produse de înaltă calitate, cu costuri mici, în condiţiile unei solicitări reduse a forţei de muncă.

Caracterul producţiei şi mărimea lotului

Arborele canelat se realizează ca piesă unicat astfel caracterul producţiei este de producţie individuală cu următoarele caracteristici: - lipsa perspectivei de repetare a prelucrării acelorasi piese; - utilizarea masinilor unelte şi a S. D. V- urilor universale; - coeficientul de încărcare a maşinii- unelte folosite este redus; - documentaţia tehnologică este sumară; - folosirea largă a prelucrărilor după trasaj; - reglarea sculelor la cotă se face pe grupe de maşini; - necesită mână de lucru cu înaltă calificare; - asamblarea se realizează prin metoda ajustărilor.

Studiul desenului de execuţieDesenul de execuţie constituie cel mai important document pentru elaborarea

procesului tehnologic de fabricaţie a unui reper.Verificarea desenului de execuţie a unui reper prezintă următoarele două aspecte:

- respectarea prescripţiilor standardelor în vigoare; - verificarea tehnologicitaţii piesei.

Aceste verificări prevăd următoarele: - construcţia reperului; - forma; - dimensiunile; - toleranţele; - gradul de finisare; - materialul.

În urma verificării desenului de execuţie, din acest punct de vedere, s-au constatat: - numărul de cote este minim, dar suficient pentru execuţia şi verificarea piesei; - prin modul de cotare nu rezultă lanţuri de cote închise; - pentru cotele de precizie sunt înscrise abaterile limită; - în spaţiul liber al desenului sunt înscrise condiţiile tehnice corespunzătoare; - toleranţele la cotele libere sunt în conformitate cu SR EN 22768-2.

În urma analizei reperului din punct de vedere al tehnologicităţii, rezultă următoarele: - este posibilă asimilarea fabricaţiei acestui reper în scurt timp; - se pot folosi procedee tehnologice moderne, de mare productivitate, pentru obţinerea reperului; - este necesar un consum mic de material;

5

- materialul prescris este suficient de prelucrabil, şi nu mai necesită nici un fel de măsuri în acest sens; - reperul prezintă suprafeţe simple ce permit accesul uşor al sculelor şi verificatoarelor; - reperul prezintă suprafeţe ce pot fi folosite drept baze de cotare, baze de aşezare şi baze de fixare.

Alegerea semifabricatuluiReperul este executat din OLC45 STAS 880 – 80 cu următoarele caracteristici:

- limita de curgere: σc = 480 N/mm2

- rezistenţa la rupere: σc = 690 ÷ 840 N/mm2

- alungirea: A = 14% - rezilienţa: KCU/2 = 60 J/cm2

- duritate maximă: - normalizat – 230 HB - recopt – 207 HB

Având în vedere că producţia este individuala şi că piesa finală nu prezintă diametre mari între diametrele secţiunilor transversale, se alege un semifabricat laminat la cald, normalizat, sub forma de secţiune circulară, conform STAS 333 – 87, din şirul de valori: 22; 25; 26; 28; 30; 32.Din calculele ulterioare rezultă pentru semifabricat dimensiunea:

Acest semifabricat prezintă o structură de ferită în proporţie de 30 ÷ 60%, iar restul perlită. O asemenea structură este favorabilă prelucrării prin aşchiere.Conditii de formă (conform STAS 333 – 87) : - abaterea de la rectilinitate: 3 mm/m - ovalitatea, exprimată prin diferenţa dintre două diametre perpendiculare măsurate în aceeaşi secţiune: 0,75 din abaterile limita la diametru; - barele trebuie tăiate fără îndoirea capetelor şi fără deformarea sensibilă a secţiunii transversale.

1.2 Stabilirea itinerarului tehnologic

Pentru obţinerea unei piese finite dintr-un semifabricat există mai multe posibilităţi de abordare a succesiunii operaţiilor de prelucrare. Dar nu orice succesiune de operaţii poate asigura îndeplinirea concomitenta a celor trei criterii care stau la baza elaborarii proceselor tehnologice.

Un principiu de bază care trebuie respectat la elaborarea proceselor tehnologice îl constituie menţinerea, pe cât posibil, a aceloraşi baze tehnologice.

Un aspect important care trebuie avut în vedere la elaborarea proceselor tehnologice este gradul de detaliere a acestora pe operaţii şi faze de prelucrare.

În elaborarea procesului tehnologic pentru reperul dat se va folosi principiul concentrării operaţiilor. Concentrarea tehnica a operaţiilor se bazează pe executarea unui număr mare de prelucrări: elementare, succesive, la un singur loc de muncă, păstrând, de regulă, aceeaşi orientare şi fixare a piesei. Procesul tehnologic astfel proiectat conţine, de regulă, un număr mare de operaţii cu faze multiple şi, în cadrul fiecarei operaţii, semifabricatul suferă transformări importante ale formei şi dimensiunilor.

6

Notarea suprafeţelor reperului:

Stabilirea succesiunii operaţiilorAlegerea succesiunii se face ţinând seama de următorii factori:

- productivitatea masinilor – unelte existente; - condiţiile tehnice impuse; - mărimea coeficientului total (Δtot) de precizie impus, ce trebuie realizat în urma fiecarei suprafeţe în parte.

Valoarea coeficientului de precizie total, Δtot , este dată de relaţia:

, unde:

Tsmf – toleranţa semifabricatului, [μm];Tp – toleranţa piesei obţinute după prelucrare, [μm].

De asemenea, valoarea coeficientului de precizie total, Δtot , se poate obţine prin combinarea diferitelor metode de prelucrare pe diferite maşini – unelte:

, în care: este coeficientul de precizie al fazei respective.

Dacă valoarea lui Δtot calculat ca produs de Δi este cel puţin egală cu valoarea lui Δtot c, suprafaţa se consideră încheiată.

Pentru reperul dat am ales ca semifabricat de pornire bara rotundă .

Deci: ,

în care: Tp = 13 µm – toleranţa suprafeţei piesei cu dimensiunea şi rugozitatea Ra = 0,8 µm.

Alegem operaţiile de prelucrare în următoarea ordine:

1. strunjire de degroşare – clasa 7 cu T1 = 0,280 mm 2.

2. strunjire de finisare – clasa 5 cu T2 = 0,084 mm

3. rectificare de degroşare – clasa 4 cu T3 = 0,021 mm

4. rectificare de finisare – clasa 2 cu T4 = 0,014 mm ≈ Tp.

7

Deci: .

Suprafaţa este considerată încheiată.

Traseul tehnologic de prelucrare

Nr. crt.

Denumirea operaţiei

Schiţa operaţiei S. D. V. M. U.

1. Debitarea - pânza circulară de fierastrau- şubler

- fierăstrău circular F.C. 200

2. Frezarea şi centruirea la capete

- freza cilindro-frontală- burghiu de centruire- şubler

- maşină de frezat şi centruit bilaterală

3. Strunjire de degroşare (prinderea I)

- cuţit de degroşare- inima de antrenare- şubler

S.N. 400

4. Strunjire de degroşare (prinderea I)

- cutit de degroşare- inima de antrenare- subler

S.N. 400

8

Nr. crt.

Denumirea operaţiei

Schiţa operaţiei S. D. V. M. U.

5. Strunjire de finisare şi teşire

- cuţit de finisare- cuţit de tesire- inima de antrenare- micrometru

S.N. 400

6. Strunjire de finisare şi teşire (prinderea II)

- cuţit de finisare- cuţit de teşire- micrometru

S.N. 400

7. Strunjire canale

- cuţit de canelat- şubler- inima de antrenare

S.N. 400

8. Frezare canal pană - ajustare

- freza deget- şubler- pila rotundă

- freza verticală F.V.32

9

Nr. crt.

Denumirea operaţiei

Schiţa operaţiei S. D. V. M. U.

9. Frezarea canelurii - ajustare

- freza melc de canelat- micrometru- şubler- calibru pentru arbori canelaţi- pila rotunda

- maşina de danturat F.D. 320

10. Tratament termic

călire + revenire la 40 ÷ 45 HRC

11. Rectificare de degroşare

- disc abraziv- rugozimetru

C.E.Z. 312 M

12. Rectificare de finisare

- disc abraziv- rugozimetru

C.E.Z. 312 M

13. Control final - masa de control- prisma de control- şubler- micrometru- comparator- rugozimetru

10

1.3 Calculul adaosului de prelucrare si al dimensiunilor intermediare

5.1.3.1 Noţiuni de bazăAdaosul de prelucrare

Pentru determinarea adaosului de prelucrare se folosesc: - metoda de calcul analitic; - metoda experimental – statistică.

Comparativ cu adaosurile determinate experimental – statistic, calculul analitic poate conduce la economii de material de 6 ÷ 15% din greutatea piesei finite.

Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculează cu ajutorul relaţiilor:1. – pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafeţele exterioare şi interioare de revoluţie:

2. – pentru adaosuri simetrice la suprafeţe plane opuse prelucrate simultan: 3. – pentru adaosuri asimetrice: , in care:Ac min – adaosul de prelucrare minim considerat pe o parte;Rzp – înălţimea neregularităţilor de suprafaţa rezultate la faza precedentă;Sp – adancimea stratului superficial defect (ecruisat) format la faza precedentă;εc – eroarea de aşezare la faza de prelucrare considerată.[13], [14]

b)    dimensiunile intermediareRelaţiile de calcul ale dimensiunilor intermediare se stabilesc din analiza schemelor de

dispunere a adaosurilor intermediare şi toleranţelor tehnologice.În cazul producţiei de serie mică sau individuală se foloseşte metoda obţinerii

individuale a dimensiunilor.Dispunerea adaosurilor de prelucrare se face conform schemei următoare:

Suprafeţe exterioare Suprafeţe interioare

Fig. 5.2 Dispunerea adaosurilor de prelucrare

11

1 - pentru suprafeţele exterioare cu adaosuri simetrice se pot scrie relaţiile:

(rotunjit) 2 - pentru suprafeţele interioare cu adaosuri simetrice se pot scrie relaţiile: (rotunjit)

In documentaţia tehnologică se va prescrie cota:

La dimensiunile nominale ale semifabricatelor brute, abaterile limită sunt date în plus şi în minus, conform schemei următoare:

Suprafeţe exterioare Suprafeţe interioare

Fig. 5.3 Dispunerea adaosurilor de prelucrare a semifabricatului

1. - pentru suprafeţele exterioare cu adaosuri dispuse simetric:

2. - pentru suprafeţele interioare cu adaosuri dispuse simetric:

Observaţie:p – indice care semnifică operaţia precedentă;c – indice care semnifică operaţia curentă;Ai – abaterea inferioară la diametrul semifabricatului brut;As – abaterea superioară la diametrul semifabricatului brut.[13].[14]

1.3.2 Calculul adaosurilor Suprafaţa cilindrică exterioara Ca) Inainte de rectificarea de degroşare, după tratamentul termic:

12

, in care:

εc = 0 (prindere intre varfuri)Rzp = 25 µmSp = 0 µmρp = 2·Ac ·lc = 2·0,4·152,5 = 122 µmDeci, 2·Ac min = 2·(25 + 0) + 2·122 = 50 + 244 = 294µmAvand Tp = 140 µm, se obtine:2·Ac nom = 2·Ac min + Tp = 294 + 140 = 434 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 25 + 0,434 = 25,434 mmRotunjim: dp max = 25,5 mm = dp nom

dp min = dp max – Tp = 25,5 – 0,140 = 25,36 mm

– diametrul nominal de la care porneşte rectificareab) Înainte de strunjirea de finisare şi după strunjirea de degroşare:

, in care:

εc = 0 (prindere intre varfuri)Rzp = 50 µmSp = 50 µm

ρcentr = 250 µmk = 0,06Deci, 2Ac min = 2·(50 + 50) + 2·15,16 ≈ 230 µmAvand Tp = 280 µm, se obtine: Rotunjim:

– diametrul nominal de la care se porneşte strunjirea de finisarec) Înainte de strunjirea de degroşare, pornind de la semifabricat:

, in care:

εc = 0 (prindere intre varfuri)Rzp = 150 µmSp = 150 µm

ρc = 2·0,12·152,5 = 36,6 µmρcentr = 250 µmk = 1Deci, 2·Ac min = 2·(150 + 150) + 2·252,7 ≈ 1105,4 µmAvand Ai = –700 µm, se obtine:

- diametrul nominal al semifabricatului de la care se porneşte strunjirea de degroşare

Suprafaţa cilindrică exterioară B

13

a) Înainte de rectificarea de finisare şi după rectificarea de degroşare:

, in care:

εc = 0 (prindere intre varfuri)Rzp = 10 µmSp = 20 µmρp = 2·Δc·lc·k = 0,672 µmΔc = 0,4 µm/mmk = 0,06Deci, 2Ac min = 2·(10 + 20) + 2·0,672 ≈ 62 µmAvand Tp = 45 µm, se obtine:

Rotunjim: ;

– diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de finisareb) Înainte de rectificarea de degroşare, după tratamentul termic:

, în care:

εc = 0 (prindere între varfuri)Rzp = 25 µmSp = 0 µmρp = 2·Δc·lc = 2·0,4·14 = 11,2 µmΔc = 0,4 µm/mmlc = 14 µmDeci, 2·Ac min = 2·(25 + 0) + 2·11,2 ≈ 73 µmAvand Tp = 140 µm, se obtine:2·Ac nom = 2·Ac min + Tp = 73 + 140 = 213 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 20,2 + 0,213 = 20,413 mmRotunjim: dp max = dp nom = 20,5 mmdp min = dp max – Tp = 20,5 – 0,140 = 20,36 mm

– diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de degroşarec) Înainte de strunjirea de finisare, după strunjirea de degroşare:se adoptă acelaşi adaos nominal ca la suprafaţa C:2·Ac nom = 510 µmTp = 280 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 20,5 + 0,510 = 21,01 mmRotunjim: dp max = dp nom = 21,1 mmdp min = dp max – Tp = 21,1 – 0,280 = 20,82 mm

- diametrul nominal de la care porneşte strunjirea de degroşare

Suprafeţele cilindrice exterioare E si Ga) Înainte de rectificarea de finisare şi după rectificarea de degroşare:se adoptă acelaşi adaos nominal ca la suprafaţa B:2·Ac nom = 107 µmTp = 45 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 20,015 + 0,107 = 20,122 mmRotunjim: dp max = dp nom = 20,2 mmdp min = dp max – Tp = 20,2 – 0,045 = 20,155 mm

14

– diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de finisareb) Înainte de rectificarea de degroşare, după tratamentul termic:se adoptă acelaşi adaos nominal ca şi în cazul suprafeţei B:

2·Ac nom = 213 µmTp = 140 µmdp max = 2·Ac nom + dc max = 0,213 + 20,2 = 20,413 mmRotunjim: dp max = dp nom = 20,5 mmdp min = dp max – Tp = 20,5 – 0,140 = 20,36 mm

– diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de degroşarec) Înainte de strunjirea de finisare, după strunjirea de degroşare:se adoptă acelaşi adaos nominal ca şi în cazul suprafeţei B:2·Ac nom = 510 µmTp = 280 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 20,5 + 0,510 = 21,01 mmRotunjim: dp max = dp nom = 21,1 mmdp min = dp max – Tp = 21,1 – 0,280 = 20,82 mm

– diametrul nominal de la care porneşte strunjirea de finisared) Înainte de strunjirea de degroşare:Adaosul nominal se determină prin diferenţa diametrelor de strunjire ale treptelor vecine:2·Ac nom = 26,1 – 21,1 = 5 mmTp = 140 µmDeci: – diametrul nominal de la care porneşte strunjirea de degroşare

Suprafeţele cilindrice exterioare D şi Fa) Înainte de strunjire:Adaosul nominal se determină prin diferenţa diametrelor de strunjire ale treptelor vecine:2·Ac nom = 20,5 – 19 = 1,5 mmDeci: - diametrul nominal de la care porneşte strunjirea.

Suprafaţa cilindrică exterioară Ia) Înainte de rectificarea de finisare şi după rectificarea de degroşare:se adoptă acelaşi adaos nominal ca şi în cazul suprafeţei B:2·Ac nom = 107 µmTp = 45 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 17,012 + 0,107 = 17,199 mmRotunjim: dp max = dp nom = 17,2 mmdp min = dp max – Tp = 17,2 – 0,045 = 17,165 mm

- diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de finisareb) Înainte de rectificarea de degroşare, după tratamentul termic:se adoptă acelaşi adaos nominal ca şi în cazul suprafeţei B:2·Ac nom = 213 µmTp = 140 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 17,2 + 0,213 = 17,413 mmRotunjim: dp max = dp nom = 17,5 mmdp min = dp max – Tp = 17,5 – 0,140 = 17,36 mm

-diametrul nominal de la care porneşte rectificarea de degroşarec) Înainte de strunjirea de finisare, după strunjirea de degroşare:se adoptă acelaşi adaos nominal ca şi în cazul suprafeţei B:2·Ac nom = 510 µm

15

Tp = 280 µmdp max = dc max + 2·Ac nom = 17,5 + 0,510 = 18,01 mmRotunjim: dp max = dp nom = 18,1 mmdp min = dp max – Tp = 18,1 – 0,280 = 17,82 mm

- diametrul nominal de la care porneşte strunjirea de finisared) Înainte de strunjirea de degroşare:Adaosul nominal se determină prin diferenţa diametrelor de strunjire ale treptelor vecine:2·Ac nom = 21,1 – 18,1 = 8 mmDeci: -diametrul nominal de la care porneşte strunjirea de degroşare

Suprafaţa cilindrică exterioară HÎnainte de strunjirea cu cuţit de canelat adaosul nominal se determină prin diferenţa diametrelor de strunjire ale treptelor vecine:2·Ac nom = 17,5 – 16 = 1,5 mmDeci: - diametrul nominal de la care porneşte strunjirea

Suprafeţele frontale de capăt M şi NSuprafeţele frontale de capăt vor fi supuse prelucrărilor de: - debitare cu fierastrău circular; - frezare bilaterală cu capete frontale.

, in care:Rzp + Sp = 0,3 mmρp = 0,01·D = 0,01·28 = 0,28 µmεc = 0Deci, 2·Ac min = 2·0,8 + 2·0,28 = 1,16 mmToleranţa la lungimea de debitare, în treapta 14 de precizie este 1300µm.Abaterile limită sunt ±0,65 mm.Deci, 2·Ac nom = 2·Ac min + |Ai| = 1,16 + 0,65 = 1,81 mmLnom = Lmax + 2·Ac nom = 305,1 + 1,81 = 306,91 mmSe rotunjeşte: Lnom = 307 mm.La debitare se va respectă cota:

Valoarea recalculată a adaosului este:2·Ac nom = Lnom – L = 307 – 305 = 2 mm.Pe fiecare suprafaţă frontală: Ac nom = 1 mm.

2 Calculul regimurilor de aşchiere

2.1 Noţiuni de bazăRegimul de aşchiere este factorul principal care determină valoarea normei de lucru şi

este caracterizat de următori parametri: - adâncimea de aşchiere; - avansul de lucru; - viteza de aşchiere.

Alegerea regimului de aşchiere se face în concordanţa nu numai cu operaţia, ci şi cu faza de lucru. La alegerea celui mai raţional regim de aşchiere se iau în considerare valorile cele mai avantajoase ale parametrilor de lucru în ceea ce priveşte productivitatea, precizia de prelucrare şi rugozitatea suprafeţelor de prelucrat.

La proiectarea regimului de lucru se stabilesc următoarele etape de lucru: - alegerea maşinii – unelte;

16

- alegerea sculei aşchietoare; - determinarea adâncimii, avansului şi vitezei de aşchiere; - determinarea turaţiei de lucru şi recalcularea vitezei de lucru şi a durabilitaţii sculei; - determinarea momentului de răsucire şi a puterii efective de aşchiere.

2.2 Alegerea maşinii – unelte

Alegerea tipului şi dimensiunii maşinii – unelte se face pe baza caracteristicilor producţiei şi semifabricatelor care urmează a fi prelucrate. La producţia de serie mică şi unicate, când la aceeaşi maşină urmează să se execute mai multe operaţii, ea trebuie să corespundă condiţiilor de trecere uşoară de la o operaţie la alta.

Pentru alegerea maşinii unelte trebuie să se ia în calcul următorii factori: - felul prelucrării ce trebuie executată; - dimensiunile şi forma semifabricatului; - precizia cerută la prelucrare; - schema cinematică a maşinii, avand în vedere concordanţa cu regimul de aschiere ales şi materialul de prelucrat; - puterea efectivă a maşinii – unelte.

1) Strung normal SN 400h = 400 mml = 750 mmP = 7,5 kW

Gama de turaţii: [rot/min]

12 15 19 24 30 33 46 5876 96 120 150 185 230 305 380480 600 765 955 1200 1500

Gama de avansuri longitudinale: [mm/rot]

Gama de avansuri transversale: [mm/rot]

0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,160,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,280,36 0,40 0,44 0,48 0,56 0,630,72 0,80 0,88 0,96 1,12 1,281,44 1,60 1,76 2,24 2,88 3,52

0,046 0,050 0,075 0,0920,101 0,113 0,126 0,1500,170 0,184 0,203 0,2260,253 0,300 0,340 0,3680,406 0,452 0,506 0,6000,680 0,732 0,812 0,9041,012 1,200 1,360 1,6242,024 2,720

17

2) Maşina de frezat verticală FV – 32dimensiunea mesei: 1250 x 325cursa longitudinala a mesei: 700 mmGama de avansuri ale maşinii: [mm/rot]

Gama de turaţii ale arborelui principal: [rot/min]

30 37,5 47,5 60 75 95118 150 180 230 300 375475 600 750 950 1150

3) Maşina de frezat şi centruit bilaterală (RDG) :diametrul de lucru: - diametrul minim prelucrat: 20 mm; - diametrul maxim prelucrat: 160 mm; - lungimea minimă de prelucrat: 120 mm; - lungimea maximă de prelucrat: 800 ÷ 2000 mm; - gama de turaţii: 140 ÷ 180 rot/min; - avans continuu burghiu de centruire: 20 ÷ 250 mm/min; - turaţii burghiu de centruire: 560 ÷ 1500 rot/min; - avans continuu agregat frezare: 20 ÷ 400 mm/min; - puterea motoarelor de acţionare: 2 x 5,5 kW.

4) Maşina de frezat roţi dinţate FD 320 - lungimea între vârfuri: 1170 mm; - diametrul maxim de rotire al piesei suport: 320 mm; - alezajul arborelui principal: 80 mm; - gama de turaţii ale arborelui principal: [rot/min]

- gama de avansuri ale maşinii : [mm/rot]

1,0 2,0 4,5 5,0 6,07,0 8,0 9,0 10,1 12,014,0 15,0 16,0 17,0 18,019,0 20,0 21,0 22,0

puterea totală: 11,2 kW.

5) Maşina de rectificat exterior cilindric CEZ 312 M.

19 23,5 30 37,5 47,560 75 95 110 150190 220 240 300 375475 600 750 950

80 100 125 160 200 240280 320 360 400 415 480

18

- diametrul maxim al pietrei abrazive: 200 mm; - lungimea maxima de rectificat: 500 mm - conul masinii: Morse; - turaţia axului port – piesă [rot/min]:

150 250 300 400 500 800

- avans longitudinal: 0 ÷ 10 m/min - avans transversal: 0,01 ÷ 0,1 m/min.

2.3 Alegerea sculelor aşchietoare

După stabilirea felului sculelor aşchietoare şi cunoscându-se suprafaţa de prelucrat şi faza de lucru – degroşare, semifinisare, finisare, se alege scula cu geometria optimă corespunzătoare.

După natura materialului de prelucrat, după proprietătile lui fizico – mecanice şi după regimul de lucru adoptat, se alege materialul sculei aşchietoare care să poata realiza o prelucrare optimă în condiţiile date. - cuţit de strunjit pentru degroşare:cutit 16x16 STAS 6381 – 81/p20 k = 900

- cuţit de strunjit pentru finisare: - cuţit 25x16 STAS 6378 – 80/p20 k = 900

- cuţit lama pentru canelat: - cuţit 18x3 STAS 354 – 63/Rp3 - burghiu de centruire: - burghiu B4 STAS 1114/2 – 82/Rp5 - disc abraziv pentru rectificat: - disc abraziv E 40 kB - freza melc pentru danturat caneluri: - freza melc STAS 3091 – 82 - freza cilindro – frontală pentru canal de pană: - freza Ø8 STAS 1683 – 67 - freza cilindro – frontală cu coadă: - freza Ø120 STAS 1684 – 67 - pânza de fierastrău circular pentru debitare: - pânza circulară fierastrău STAS 6734 – 70

2.4 Calculul parametrilor regimurilor de aşchiere

Debitarea semifabricatuluia) Se adoptă: - adancimea de aşchiere: t = B = 4 mm (B – latimea panzei circulare) - avansul de lucru: s = 60 mm/min - viteza de lucru: v = 11,5 m/minb) Alegerea maşinii – unelte: - se foloseşte o maşină – unealtă cu fierastrău circular FC 710 cu caracteristicile: dimensiunile pânzei: Ø710 dimesiunea barei de tăiat: Ø28 x 7000 cursa maximă port – pânză: 300 mm

19

gama vitezelor periferice ale pânzei: 9,5; 11,5; 15; 19,29; 30 [m/min] avansul de lucru continuu: 0 ÷ 400 m/min puterea motorului: 7,5 kW

Strunjirea

Adâncimea de aşchiere

a) Suprafaţa C: mm degroşare: t = 0,9 mm

finisare: t = 0,25 mmb) Suprafaţa B: degroşare: t = 2,5 mmfinisare: t = 0,25 mmc) Suprafaţa E şi G: degroşare: t = 2,5 mmfinisare: t = 0,25 mmd) Suprafaţa I: degroşare: t = 1,5 mmfinisare: t = 0,25 mme) Suprafaţa D şi F: degroşare: t = 3,1 mmf) Suprafaţa H: degroşare: t = 3,1 mm

Adoptarea avansurilor

pentru degroşare: s = 0,48 mm/rotpentru finisare: s = 0,12 mm/rot

Verificarea avansului pentru degroşare: • din punct de vedere al rezistenţei corpului cuţitului

[daN]

b = 16 mmh = 16 mmL = 25 mm

C4 = 3,04t = 2,5 mmHB = 200x1 = 1y1 = 0,75n1 = 0,75

20

• din punct de vedere al rezistenţei placuţei aşchietoare.

c = 3 mmσr = 70 daN/mm2

k = 900

xs = 0,7

• din punt de vedere al forţei admise de mecanismul de avans al M.U.Q = 0,34∙Fz = 29,02 daNQ < Fz

• din punct de vedere al rigiditaţii piesei:

Calculul vitezei de aşchiere

[m/min]

s = 0,48 mm/rot k1 = 0,934Cv = 2,67 k2 = 0,81T = 90 min k3 = 0,93t = 0,9; 2,5; 1,5 [mm] k4 = 0,79HB = 200 k5 = 0,7m = 0,125 k6 = 1xv = 0,18 k7 = 1yv = 0,35 k8 = 1n = 1,75 k9 = 1

v1 = 83,134 m/minv2 = 69,17 m/minv3 = 75,831 m/min

Alegerea strungului

Fz = 237,748 daNC4 = 3,04

21

v = 69,17 m/minkFz = 1η = 0,8Ne = 3,426 kW _S.N. 400.

Alegerea turaţiilor de lucru

[rot/min]

D1 = 25 mm; v1 = 83,134 m/min → n1 = 1058,495 rot/min.D2 = 20 mm; v2 = 69,17 m/min → n2 = 1100,874 rot/min.D3 = 17 mm; v3 = 75,831 m/min → n3 = 1419,868 rot/min.nad = 955 rot/min

Recalcularea vitezei: [m/min]

v1 = 75 m/min ; v2 = 60 m/min ; v3 = 54 m/min

3 Calculul normei de timp

3.1 Norma de timp la debitareTpi = 3,6 min

ta = ta1 + ta2 + ta3 + ta4 = 0,8 mintdt = 0,0132 min

ton = 0,0657 minNT = 1,531 min

5.3.2 Norma de timp la frezarea suprafeţelor frontale de capăt

Tpi = tpi1 + tpi2 = 16 + 10Tpi = 26 minTpi = tpi1 + tpi2 = 3 + 4Tpi = 7 mintb = 1 minta = 0,03 + 0,06 + 0,04 + 0,14 = 0,34 mintdt = 0,067 mintdo = 0,014 minton = 0,042 minNT = 1,902 min

5.3.3 Norma de timp la centruire

22

Tpi = tpi1 + tpi2 = 3 + 4Tpi = 7 mintb = 1 minta = 0,03 + 0,06 + 0,04 + 0,14 = 0,34 mintdt = 0,067 mintdo = 0,014 minton = 0,042 minNT = 1,902 min

5.3.4 Norma de timp la strunjirea de degroşare

Tpi = 15 + 1,1 + 1 = 17,1 mintbI = 1,085 mintaI = 5,11 mintdt = 0,027 mintdoI = 0,0108 mintonI = 0,340 minNTI = 6,743 mintbII = 0,254 mintaII = 3,14 mintdoII = 0,00063 mintdtII = 0,0063 mintonII = 0,176 minNTI = 3,576 min

5.3.5 Norma de timp la strunjirea de finisare

Tpi = 17,2 mintbI = 1,944 mintaI = 5,11 mintdtI = 0,0486 mintdoI = 0,0194 mintonI = 0,388 minNTI = 7,662 mintbII = 0,589 mintaII = 2,67 mintdtII = 0,0147 mintdoII = 0,0088 mintonII = 0,179 minNTI = 3,459 min

5.3.6 Norma de timp la strunjirea canalelor

Tpi = 16,1 mintb = 1,184 minta = 3,57 mintdt = 0,029 mintdo = 0,0118 minton = 0,186 minNT = 3,783 min

23

5.3.7 Norma de timp la frezarea canalului de pană

Tpi = 29 mintb = 0,872 minta = 0,95 mintdt = 0,0476 mintdo = 0,0258 minton = 0,082 minNT = 2,653 min

5.3.8 Norma de timp la danturarea canelurilorTpi = 33 mintb = 1,922 minta = 10,79 mintdt = 0,0497 mintdo = 0,0192 minton = 0,3816 minNT = 13,49 min

5.3.9. Norma de timp la rectificarea de degroşareTpi = 17,7 mintb = 3,236 minta = 2,390 mintdt = 0,819 mintdo = 0,112 minton = 0,168 minNT = 6,902 min

5.3.10. Norma de timp la rectificarea de finisareTpi = 17,7 mintb = 1,24 minta = 2,54 mintdt = 0,298 mintdo = 0,075 minton = 0,113 minNT = 4,443 min

4 Calculul tehnico-economic

În lipsa unor principii de alegere a succesiunii operaţiilor, numărul variantelor tehnologice care se pot întocmi pentru prelucrarea prin aşchiere a unei piese este dat în relaţia:V = N ! , unde: V – numărul variantelor de proces tehnologic N – numărul operaţiilor necesare prelucrării unei piese.

Necesitatea alegerii variantei optime din punct de vedere tehnico – economic se impune pentru rezolvarea următoarelor etape ale proiectării tehnologice: - alegerea semifabricatului; - alegerea variantei procesului tehnologic de prelucrare mecanică;

24

- alegerea echipamentului tehnologic; - precizarea mijloacelor de transport uzinal; - organizarea procesului de producţie în spaţiu şi timp.

Dintre variantele de proces tehnologic care se pot întocmi pentru prelucrarea unei piese trebuie să se aleagă aceea care să asigure realizarea corectă a piesei, în condiţiile tehnice impuse de documentaţie, la preţul de cost cel mai mic, cu un volum de timp cât mai redus.

Alegerea celei mai avantajoase variante tehnologice din punct de vedere tehnico – economic se face în baza unor indici tehnico – economici. Se compară valorile acestor indici pentru variantele luate în analiza cu valori ale acelorasi indici cunoscuţi din activitatea de producţie a unor întreprinderi cu tehnologie avansată.

Printre cei mai importanţi indici tehnico – economici se prezintă următorii: - coeficientul timpului de bază; - coeficientul de continuitate în funcţionare M. U.; - coeficientul de utilizare a materialului; - norma de timp pentru intreg procesul tehnologic; - preţul de cost al unei piese.

Dacă se iau în discuţie două variante tehnologice pentru care s-au făcut investiţii diferite, obţinându-se cost minim al produsului, pentru investiţii se va calcula termenul de recuperare al investiţiilor, cu relaţia:

, în care:

I1 si I2 – investiţiile la variantele 1 si 2C1 si C2 – costurile variantelor 1 si 2Trm – termenul de recuperare normat al investiţiei suplimentare.

Investiţiile la varianta 2 asigură un cost al produsului mai mic. Dacă termenul de recuperare normat este cel puţin egal cu termenul de recuperare, se alege varianta 2 de proces tehnologic, care asigură un cost minim al produsului, deşi se fac investiţii mai mari.

1. Coeficientul timpului de bază

, în care:

tb – timpul de bază [min]Tu – timpul unitar [min]Tu = tb + ta + tdt + tdo + ton [min]debitare: Cbd = 0,427frezarea suprafeţelor frontale: Cbff = 0,575centruire: Cbc = 0,545strunjire: Cbs = 0,202frezare canal pană: Cbfc = 0,369frezare caneluri: Cbcan = 0,146rectificare degroşare: Cbrd = 0,481rectificare finisare: Cbrf = 0,2906

2. Coeficientul de continuitate în funcţionare M. U.

, în care:

tb – timpul de bază [min]Tef – timpul efectiv [min]debitare: Ccd = 0,452

25

frezarea suprafeţelor frontale: Ccff = 0,642centruire: Ccc = 0,746strunjire: Ccs = 0,2105frezare canal pană: Ccfc = 0,478frezare caneluri: Cccan = 0,151rectificare degroşare: Ccrd = 0,575rectificare finisare: Ccrf = 0,328

3. Coeficientul de utilizare a materialului:

, în care:

g – greutatea piesei finite, [kg] g = 0,899 kgG – greutatea semifabricatului, [kg] G = 1,373 kg

4. Norma de timp pentru întregul proces tehnologic:Ttot = Σ NT = 58,24 [min]

5. Preţul de cost al materialului încorporat în piesăM = m∙G – m1∙k∙(G – g) [lei], în care:m – costul unui kg de materialm1 – costul unui kg de deşeuG – greutatea semifabricatuluig – greutatea piesei finitek – coeficient de utilizare a deşeurilor.M = 19,7∙1,373 – 0,87∙0,85∙(1,373 – 0,899)=26,70 leiCost piesa finita :

26