TEHNOLOGIA MATERIALELOR Proiectarea procesului tehnologic optim de realizare a piesei “Bucsa de ghidare”
Cerinta: Sa se proiecteze procesul tehnologic optim de realizare a piesei “ Bucsa de ghidare “ in conditiile unui numar necesar de bucati n= 1000 buc/an. Etapele de rezolvare: 1.Stabilirea rolului functional al piesei folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor 2.Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei 3.Stabilirea procedeelor posibile de realizare a piesei-semifabricat 4.Obtinerea piesei-semifabricat printr-un procedeu tehnologic de turnare 5.Obtinerea piesei-semifabricat printr-un procedeu de deformare plastica 6.Analiza tehnico-economica a doua variante de proces tehnologic si determinarea variantei optime de obtinere a piesei-semifabricat 7.Succesiunea logica a tuturor operatiilor necesare obtinerii pieseisemifabricat prin procedeul optim 8.Succesiunea logica a tuturor operatiilor si fazelor necesare obtinerii piesei finite
1.Stabilirea rolului functional al piesei folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor Bucsele, in general, sunt organe de masini utilizate la rezemarea fusurilor arborilor ( osiilor) preluand prin intermediul suprafetelor interioare forte radiale, axiale, sau combinate de la arbori si permitandu-le miscari de rotatie sau oscilatie. In aceasta clasa a bucselor intra o mare varietate de bucse, rolul functional al fiecareia fiind specific fiecarui ansamblu din care acestea fac parte. In cazul acestei piese, deoarece nu se cunoaste ansamblul din care face parte, pentru ai stabili rolul functional se foloseste metoda de analiza morfofunctionala a suprafetelor. Aceasta metoda consta in parcurgerea urmatoarelor etape: a) Descompunerea piesei in suprafete cat mai simple (vezi fig.1) b) Notarea tuturor suprafetelor ce delimiteaza piesa in spatiu (vezi fig.1) c) Analiza fiecarei suprafete in parte S-a analizat fiecare suprafata in parte din urmatoarele puncte de vedere: * forma geometrica a suprafetei * dimensiunile de gabarit * precizia dimensionala, precizia de forma, precizia de pozitie * rugozitatea si duritatea d) Intocmirea unui tabel “SUPRAFETE- CARACTERISTICI ” e) Stabilirea tipului si rolului functional posibil al fiecarei suprafete In functie de proprietatile si abaterile fiecarei suprafete in parte pot exista suprafete: * functionale * tehnologice * de asamblare * auxiliare f) Stabilirea rolului functional al piesei
Nr
Suprafata
Forma geometrica
Dimensiuni de gabarit
Prec dimensi onala -
1
S1
tronconica
1.5x45
2
S2
plana frontala
25
3
S3
tronconica
1.5x45
4
S4
cilindrica
Φ80
5
S5
6
S6
toroidala
2.5
7
S7
cilindrica
Φ54
Caracteristici Prec. Prec. de de form pozitie a -
0.8 -
-
0.8
-
-
0.8
plana
Rugo zitate a
0.8
-
-
-
13
0.8 -
-
0.8
+0.035 -0.022
0.8
Durit atea Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat.
Rolul suprafe tei
Procedee Tehnologice de obtinere
auxiliar a
aschiere
tehnolo gica
TDA
auxiliar a
aschiere
functio nala
TDA
tehnolo gica
TDA
auxiliar a
aschiere
functio nala
TDA
8
S8
tronconica
1.5x45
9
S9
plana
5.5
10
S10
tronconica
1.5x45
11
S11
cilindrica
Φ30
-
0.8
-
-
0.8
-
-
0.8 -
+0.025
0.8
“ SUPRAFETE- CARACTERISTICI “
Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat. Funct ie de mat.
auxiliar a auxiliar a
aschiere TDA
auxiliar a
aschiere
functio nala
TDA
2.Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei Alegerea optima a unui material pentru o anumita destinatie, este o problema deosebit de complexa ce trebuie rezolvata de proiectant, in principiu aceasta insemnand alegerea acelui material care indeplineste cerintele minime de rezistenta si durabilitate ale piesei in conditiile unui pret de cost minim si a unei fiabilitati sporite. Pentru stabilirea materialului optim necesar confectionarii piesei date s-a folosit metoda de analiza a valorilor optime. Pe baza acestei metode s-a intocmit tabelul 2. din care rezulta materialul optim pentru confectionarea piesei. Folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor s-a determinat rolul functional al fiecarei suprafete in parte si al piesei, dupa care s-au ales ca factori analitici cateva din proprietatile tehnologice, cateva din proprietatile functionale si doar pretul de cost din proprietatile economice. S-a folosit ca sistem de notare sistemul cu note de la 1 la 3 in functie de valoarea proprietatii. Dupa ce s-a facut aprecierea cantitativa a factorilor a urmat stabilirea ponderii importantei factorilor. Fiecare material luat in considerare are k proprietati Pk incluse in cele m proprietati analizate. Fiecare proprietate are o pondere dk ce exprima importanta ei in raport cu celelalte proprietati tinand cont de rolul functional si tipul fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu. Pentru aceasta piesa s-a considerat de cea mai mare importanta rezistenta la coroziune (d3=0.15), duritatea (d4=0.15) si pretul de cost (d10=0.15). Pentru proprietatile tehnologice s-a considerat aceeasi pondere (d7,8,9=0.1) deoarece s-a considerat foarte importanta posibilitatea obtinerii piesei prin oricare dintre procedeele tehnologice clasice. In urma parcurgerii acestor etape necesare alegerii materialului optim, a rezultat pentru piesa studiata OLC45, care are ∑tk*dk = 2.65
Material
1 OL37 OL50 OLC45 OT40 OT60 Duraluminiu CuZn15 Fgn 700-2 CuSn10 41MoCv11 12Cr130 Fc300 AFSi5Cu Fm 3200 CuZn39Pb2 15Cro08 18MuCr10 20MoNi35 40Cr10 OLC20 FCX200 FCX250 FCX300 FCX350 FC100 FC150
Proprietăţi fizice Prop. chimice Densitate conductibilitate Rezistenţa la (kg/dm3) termică coroziune V 2 7,3 7,3 7,7 7,4 7,4 2,8 8,8 7,3 8,8 7,5 7,5 7,3 2,6 7,3 8,4 7,8 8 6,5 7,2 7,4 7,1 7,1 7,2 7,1 7,4 7,3
t1 3 1 1 3 2 2 1 3 1 3 2 2 1 1 1 3 3 3 1 1 2 1 1 2 1 2 1
V 4 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,25 0,3 0,01 0,25 0,2 0,3 0,14 0,2 0,14 0,2 0,22 0,19 0,2 0,1 0,2 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01
t2 5 2 2 2 2 2 2 3 1 2 2 3 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1
V 6 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,1 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,2 >0,5 <0,1 >0,5 <0,3 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,5 <0,5 >0,5 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
t3 7 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 1 3 2 3 3 3 3 3 2 2 1 3 3 3 3
Duritatea (HB) V 8 120 164 187 110 169 50 60 280 20 217 187 260 90 250 65 174 207 208 217 190 195 300 380 385 150 150
t4 9 2 2 3 2 2 1 1 3 1 3 2 3 1 3 1 2 3 3 3 2 2 3 3 3 2 2
Proprietăţi mecanice Rez. la rupere E⋅106 2 (daN/mm ) (daN/mm2) V 10 1,5 58 54 40 60 30 64 70 60 95 60 40 20 65 30 79,5 88,8 117,8 98 50 74,5 88 98 113,01 76 75
t5 11 1 2 2 1 2 1 3 3 2 3 2 1 1 3 1 2 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3
V 12 1,7 2,1 2,1 2,1 2,1 0,74 1,2 1,6 1,5 2,1 2,1 1,3 0,8 1,6 1,2 2,2 1,9 1,8 1,4 2,2 0,9 1,05 1,2 1,3 1,9 1,9
t6 13 2 3 3 3 3 1 2 2 2 3 2 1 2 2 3 2 2 2 2 3 1 2 2 2 2 2
Turnabilitatea Deformabilita Uzinabilitatea -tea
10
∑t k =1
V 14 B B FB FB FB FB FB FB FB B FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB FB
t7 15 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
V 16 S S S S S B S S S S S N B N S B FB FB FB S B S S S S S
t8 17 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 0 2 0 1 2 3 3 3 1 2 1 1 1 1 1
V 18 FB FB FB FB FB FB FB FB FB B B FB FB FB FB FB FB FB B FB FB FB FB FB FB FB
t9 19 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3
k
⋅ sk
20 2,1 2,3 2,65 2,45 2,55 2,35 2,45 2,5 2,3 2,4 2,05 2,15 2,15 2,35 2,05 2,6 2,5 2,6 2,4 2,55 2,4 2,4 2,60 2,6 2,6 2,55
OBS.
21
x
3.Stabilirea procedeelor posibile de realizare a pieseisemifabricat Pentru a putea alege procedeele tehnologice acceptabile de realizare a piesei-semifabricat este necesara o analiza a procedeelor tehnologice posibile, avandu-se in vedere clasa din care face parte piesa, tehnologicitatea constructiei, greutatea si dimensiunile de gabarit si tipul productiei. Stabilitatea procesului tehnologic depinde de procedeul de elaborare si alegere a semifabricatului. In functie de acesta se stabilesc apoi felul si numarul operatiilor si fazelor, succesiunea lor si masinile pe care se va realiza piesa finite. Pentru a stabili procedeele tehnologice posibile de obtinere a piesei se va face o analiza a tehnologicitatii pieselor-semifabricat turnate, forjate si matritate. Din studiul tehnologicitatii pentru turnare se constata ca piesa respecta recomandarile privind tehnologicitatea pieselor-semifabricat turnate cum ar fi : • alegerea planului de separatie al formei de turnare chiar planul de simetrie al piesei • dimensiunea maxima a piesei se va aseza in plan orizontal • uniformitatea racordarilor constructive • adaosuri de inclinare, tehnologice si de prelucrare mici In comparatie cu metoda de obtinere a semifabricatului prin forjare sau matritare, metoda de turnare prezinta unele avantaje, ca : • obtinerea unei forme rationale din punct de vedere al solicitarilor • un numar mic de operatii • un utilaj mai simplu si mai ieftin • durata de realizare a semifabricatului este scurtata Pe langa aceste avantaje trebuie avut in vedere si unele dezavantaje si anume : • rezistenta este mai mica • pericolul rebuturilor creste datorita unor defecte de turnare greu de inlaturat. In scopul reducerii defectelor de turnare (sufluri, retasuri, incluziuni) se va turna in pozitie orizontala, prin mai multe guri de alimentare.
Piesa-semifabricat poate fi obtinuta si printr-un procedeu de deformare plastica, deoarece indeplineste conditiile impuse de tehnologicitatea pieselor-semifabricat forjate si matritate, cum ar fi : • modificarea configuratiei geometrice a piesei-semifabricat obtinuta prin forjare libera poate fi facuta astfel incat adaosurile de prelucrare, tehnologice si de debitare sa fie minime • razele de racordare ale muchiilor exterioare pot fi alese cat mai mici, pentru ca pierderile dde material indepartat prin aschiere si manopera sa fie reduse • forma constructiva a piesei-semifabricat rezultata permite obbtinerea gradului maxim de apropiere de piesa finite In realizarea unui semifabricat obtinut prin deformare plastica, o conditie esentiala este repartizarea corespunzatoare a fibrelor de curgere a materialului, de-a lungul acestuia. Piesa studiata mai poate fi obtinuta si direct prin aschiere din bara laminata, insa randamentul de utilizare a materialului in acest caz este foarte scazut. Principalii factori care determina alegerea metodei si procedeului de realizare a semifabricatului sunt : • natura materialului piesei • forma si dimensiunile piesei finite • precizia geometrica si rugozitatea piesei finite • tipul productiei • volumul de munca necesar • costul prelucrarilor mecanice ulterioare. Indicarea unuia sau a altuia dintre procedeele tehnologice de obtinere a semifabricatului este conditionata si de factori economici. Obtinerea unor semifabricate cu forma si dimensiuni apropiate de piesa finita este mai scumpa ca cea a semifabricatelor mai putin precise. Volumul productiei este si el un factor important in alegerea procedeului de obbtinere a semifabricatului. Astfel, cu cat numarul de piese este mai mare cu atat cheltuielile ce revin pe bucata vor fi mai mici. La productia de serie mare sunt indicate procedee prin care sa se obtina semifabricate cu forme si dimensiuni apropiate de cele ale piesei finite, cu tolerante stranse, deci cu adaosuri de prelucrare mici, iar in productia de seria mica acesti factori nu mai sunt de prima importanta.
In concluzie, s-au ales ca procedee tehnologice acceptabile de realizare a piesei-semifabricat pentru piesa studiata turnarea in forme temporare din amestec de formare obisnuit, realizata manual, si matritarea.
4.Obtinerea piesei-semifabricat printr-un procedeu tehnologic de turnare Turnarea reprezinta un procedeu clasic de obtinere a semifabricatelor ce pot avea forme de la cele mai simple la cele mai complexe, in productie de unicat, serie sau masa. Pentru turnarea in forme temporare avantajele constau in costuri in costuri relative scazute ale materialelor folosite ( nisip, argila, apa, modele, samd ) si calitate conforma cu cerintele de productie. In continuare se vor studia conditiile in care piesa “ Bucsa de legatura” se poate prelucra prin turnare : a) planul de separatie la piesei este un plan drept, pozitionat pe axa de simetrie a piesei. Astfel costul cu manopera scade, iar precizia de realizare a piesei creste. b) adaosurile de prelucrare, tehnologice si de inclinare sunt mici si se incadreaza bine in normativele in vigoare de alegere a acestora. c) deoarece piesa nu prezinta diferente mari de volume, avand in general o forma geometrica echilibrata, s-a considerat ca nu este necesar a se prevedea o maselota d) intersectiile dintre pereti se fac la unghiuri drepte e) grosimea peretilor este relativ uniforma Pentru intocmirea unei tehnologii corecte de turnare este necesara parcurgerea urmatoarelor etape: a) realizarea modelului si a cutiilor de miez, pe baza desenului b) piesei turnate sau a desenului de executie a modelului si a cutiilor de miez
c) realizarea formei de turnare si a miezurilor, asamblarea formelor d) elaborarea aliajului, transportul si alimentarea formelor e) tratamentele aplicate la umplerea formei, solidificarea piesei f) dezbaterea formelor, extragerea piesei solidificate si scoaterea miezurilor din piesa g) separarea retelei de turnare si a maselotelor h) curatirea i) tratamentele termice si de suprafata, remedierea defectelor j) controlul final al piesei k) marcarea, conservarea, depozitarea, ambalarea si livrarea catre beneficiar. 4.1. Intocmirea desenului piesei brut turnate In vederea intocmirii desenului piesei brut turnate trebuie parcurse urmatoarele etape : a) stabilirea pozitiei de fomare: in cazul productiei de unicate si de serie mica se recomanda ca operatia de formare sa se execute manual b) stabilirea pozitie de turnare: pozitia piesei in forma de turnare si suprafata de separare a acesteia trebuie sa asigure: calitatea solicitata a piesei turnate, consumuri minime pentru realizare si prelucrare mecanica. La alegerea pozitiei de turnare in forma trebuie sa se tina seama de urmatoarele recomandari: la turnarea pieselor de forma complicata si de mare raspundere, partile cele mai importante trebuie sa fie amplasate in partea inferioara a formei, cunoscand faptul ca incluziunile de nisip, zgura si gaze au tendinta de ridicare spre partile superioare ale piesei; daca suprafete ale piesei turnate ce urmeaza a fi prelucrate, sunt amplasate in partea superioara a formei se vor lua masuri astfel incat defectele caracteristice de turnare ( retasuri, sufluri, incluziuni ) sa se produca in maselote, rasuflatori sau in adaosurile de prelucrare prevazute pe suprafetele superioare ale piesei turnate; la turnarea pieselor din aliaje cu contractie mare in timpul solidificarii, pozitia piesei in forma va fi aleasa astfel incat sa se asigure solidificarea dirijata a metalului de la partile subtiri spre cele groase si de la acestea spre maselote; pozitia piesei in forma de turnare trebuie aleasa astfel incat sa se asigure consum de metal minim si un cost cat mai mic.
c) alegerea planului de separatie: pentru extragerea modelului din forma, acesta se sectioneaza in doua sau chiar mai multe bucati. In general, la alegerea planului de separatie sunt posibile mai multe solutii, in functie de simetria piesei turnate, de prezenta suprafetelor care urmeaza sa fie prelucrate prin aschiere, de utilajul existent pentru formare si turnare. Dintre solutiile posibile se alege cea care permite: simplificarea la minimum a constructiei modelului care urmeaza sa fie executat din cat mai putine parti componente; extragerea usoara a piesei din forma; suprafata de separatie a formei trebuie sa fie pe cat posibil plana si una singura; obtinerea formei cu cele mai putine miezuri, deoarece miezurile necesita manopera suplimentara; montarea usoara si sigura a miezurilor in forma; umplerea usoara si completa a formei. d) stabilirea adaosurilor de prelucrare: adaosurile de prelucrare se prevad pe toate suprafetele piesei ale caror precizii dimensionale si rugozitati nu pot fi obtinute prin turnare. Factorii principali de care depinde marimea adaosului de prelucrare sunt: natura aliajului care se toarna; pozitia suprafetei; metoda de formare; dimensiunea piesei si a suprafetei care se prelucreaza; clasa de precizie a piesei turnate. e) stabilirea adaosurilor tehnologice: acestea se prevad pe toate suprafetele a caror configuratie sau pozitie nu poate fi obtinuta direct din turnare sau in vederea simplificarii formei tehnologice a piesei. f) stabilirea adaosurilor de inclinare: deoarece modelul trebuie extras din forma, se admite ca peretii perpendiculari pe planul de separatie sa fie construiti cu inclinari, asa-numite inclinari constructive, chiar daca nu sunt prevazute pe desenul piesei finite. Daca suprafetele respective se prelucreaza prin aschiere, inclinarile constructive trebuie sa fie cat mai mici posibil, pentru a nu se mari manopera la prelucrare si pierderile de metal prin aschii. g)stabilirea racordarilor constructive: racordarile constructive sunt rotunjiri ale unghiurilor interioare sau exterioare intre doi pereti ai piesei turnate. Scopul racordarilor constructive este multiplu: de a preveni efectul daunator al transcristalizarii, de a preveni formarea nodurilor termice; de a preveni ruperea formei la extragerea modelului. Marimea razei de racordare interioara r se alege intre 1/5 si 1/3 din media aritmetica a grosimii peretilor de racordat, iar raza exterioara R se ia egala cu raza mica r, plus media aritmetica a grosimii peretilor care se racordeaza.
4.2. Intocmirea desenului modelului Constructia desenului modelului se face pornind de la desenul piesei brut turnate, care se completeaza cu adaosurile de contractie si cu marcile pentru sustinerea miezurilor, daca piesa prezinta goluri interioare. Modificarea volumului si, implicit, a dimensiunilor, care are loc la incalzirea sau racirea aliajelor metalice, nu poate fi eliminate, ea avand loc ca urmare a proprietatilor fizice, specifice fiecarui aliaj. Aceasta modificare de volum poate si trebuie sa fie compensate sau diminuata in cadrul proiectarii tehnologiei de turnare prin aplicarea adaosului de contractie.
4.3. Executia formei de turnare De corecta executie a formei de turnare depinde in cea mai mare proportie calitatea piesei turnate deoarece prin metoda de formare folosita se influenteaza nemijlocit: calitatea suprafetei piesei turnate; precizia dimensionala; compactitatea masei metalice; structura de cristalizare a aliajului turnat; pretul de cost al piesei fabricate.
Dupa solidificarea si racirea piesei turnate sub o anumita temperatura, formele se dezbat ( se distrug ) in vederea extragerii piesei. Dupa dezbaterea formelor, piesa se supune operatiei de indepartare a retelei de turnare.
1- semiforma superioara 2- semiformal inferioara 3- palnie de turnare 4- piciorul palniei de turnare 5- canalele de alimentare 6-cavitatea de turnare 7- miezul 8- semirama inferioara 9- semirama suparioara
5.Obtinerea piesei-semifabricat printr-un procedeu de deformare plastica Deformarea plastica este metoda de prelucrare dimensionala prin care, in scopul obtinerii unor semifabricate sau produse finite, se realizeaza deformarea permanenta a materialelor fara fisurare, prin aplicarea fortelor exterioare. Avantajele metodei de prelucrare a metalelor prin deformare sunt: a) consumul minim de material b) imbunatatirea proprietatilor din cauza structurii mai omogene sau mai dense care rezulta in urma acestor prelucrari c) precizia mare de prelucrare mai ale la rece d) reducerea duratei prelucrarii ulterioare prin aschiere e) posibilitatile de obtinere a unor forme complexe cu un numar minim de operatii si manopera simpla f) marirea productivitatii muncii. Necesitatea aplicarii unor forte mari pentru deformare, face ca investitiile initiale sa fie mari, ceea ce poate fi considerat ca un dezavantaj al acestei metode. Pentru obtinerea piesei-semifabricat “ Bucsa de legatura “ printr-un procedeu de deformare plastica, asa cum s-a precizat in capitolul 3, s-a optat pentru operatia de matritare, deoarece procedeul se aplica la prelucrarea pieselor mici, cu configuratie simpla si complexa,in productie de serie si masa, conditii indeplinite si de aceasta piesa. 5.1.Intocmirea desenului piesei brut matritate Desenul piesei brut matritate se intocmeste pe baza desenului piesei finite la care se prevad adaosurile de prelucrare, adaosurile tehnologice, adaosurile de inclinare si razele de racordare. a) Adaosurile de prelucrare Ap – se aplica numai suprafetelor pieselor matritate a caror precizie dimensionala si rugozitate nu poate rezulta prin matritare si care se prelucreaza ulterior prin aschiere.
Pentru stabilirea adaosurilor de prelucrare si abaterilor limita la piesele matritate, sunt necesare urmatoarele date : • masa piesei matritate, care se calculeaza dupa ce s-a stabilit tehnologic forma piesei matritate in functie de marimea si de complexitatea piesei finite • planul de separatie, pentru piesele matritate pe ciocane si prese • calitatea otelului utilizat, • complexitatea de forma a piesei matritate b) Adaosurile tehnologice At - se pun pe toate suprafetele care nu pot rezulta din matritare si pentru simplificarea constructiva a piesei. c) Adaosurile de inclinare Ai – la suprafetele matritate care se prelucreaza inclinatiile de matritare si razele de racordare se aplica de regula la cotele nominale marite cu valoarea adaosului de prelucrare. La suprafetele matritate care nu se prelucreaza, inclinatiile de matritare si razele de racordare se aplica la cotele nominale, iar valorile acestora trebuie sa fie mentionate, in acest sens, in desenul piesei finite. Inclinatiile de matritare sunt dimensiuni suplimentare la dimensiunile nominale ale piesei, daca ele nu sunt determinate de forma constructiva a piesei. Rolul inclinatiilor si al razelor de racordare este de a facilita extragerea usoara a piesei din matrita.
6.Analiza tehnico-economica a doua variante de proces tehnologic si determinarea variantei optime de obtinere a piesei-semifabricat Alegerea variantei optime de proces tehnologic de obtinere a pieseisemifabricat se face luand in considerare principiul eficientei si principalii indicatori de eficienta: costul, productivitatea, fiabilitatea, protectia muncii, protectia mediului, consumul de materiale si energie, etc. Deoarece costul este un indicator de baza al eficientei, se va face o analiza comparativa a celor doua procese tehnologice de realizare a pieseisemifabricat: turnarea in forme temporare din amestec de formare obisnuit si matritarea, si se va determina procedeul optim. In industrie, la nivel de sectie, costul C este dat de relatia: C = CM + Cm + CR + CS unde : - CM sunt cheltuielile cu materialele folosite - Cm sunt cheltuielile cu manopera - CR sunt cheltuielile cu regia (utilaje, cladiri, salarii personal auxiliare, etc.) - CS sunt cheltuielile de stocare O astfel de varianta de analiza a costului nu este veridica deoarece ascunde cheltuielile cu pregatirea fabricatiei si nu permite o analiza comparativa a mai multor procedee tehnologice. Se poate efectua si o alta analiza a costului care sa include si cheltuielile cu pregatirea fabricatiei folosind relatia: C1 = F + n∙V
[u.m./ lot de produse]
unde: - C1 este costul unui lot de piese -F sunt cheltuielile fixe (cu utilajele, cu SDV-urile cu cladirile) - V sunt cheltuielile variabile (salarii, materiale) - n este numarul de bucati din lot Costul pe produs se poate determina cu ajutorul relatiei de mai jos: Cp = F/ n + V
[u.m./ buc]
Utilizand aceasta metoda, costul unui lot in varianta turnata va fi: C1 = 253780000 + 1000∙689541 = 943321000 u.m. Costul pe piesa va fi: Cp = C1/ n = 943321000/ 1000 = 943321 u.m. Utilizand aceeasi metoda, costul unui lot de piese in varianta matritata va fi: C2 = 61660800 + n∙38534 C2 = 61660800 + 1000∙38534 = 100194800 u.m. Costul unei piese matritate va fi : Cp = C2/ n = 100194800/ 1000 = 100194.8u.m. Reprezentarea grafica a relatiilor de mai sus permite determinarea numarului critic de piese si alegerea procedeului optim de semifabricare, asa cum se poate vedea in figura 6.1. ncr = ( 253780000 – 61660800 ) / (689541- 38534) = 295 buc Din figura 6.1. se observa ca pentru un lot de piese de 1000 buc/an, procedeul optim de semifabricare este matritarea.
Figura 6.1. Alegerea variantei optime a unui procedeu tehnologic de realizare a unui lot de piese
7.Succesiunea logica a tuturor operatiilor necesare obtinerii piesei-semifabricat prin procedeul optim
In vederea obtinerii piesei-semifabricat prin matritare trebuiesc parcurse urmatoarele etape: a) Stabilirea rolului functional al piesei – se face folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor. Aceasta etapa a fost realizata la punctul 1 din tema de proiect. b) Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei – se face folosind metoda de analiza a valorilor optime. Aceasta etapa a fost realizata la punctual 2 din tema de proiect. c) Intocmirea desenului piesei brut matritate – aceasta etapa a fost realizata la punctual 5 din tema de proiect. d) Calculul masei semifabricatului initial – masa semifabricatului initial se calculeaza cu relatia : mso = mpf + ma + map + mat + mai + mrc + mcb + mcp + me mpf – masa piesei finite ma – masa pierderilor prin ardere map – masa pierderilor cu adaosurile de prelucrare mat – masa pierderilor cu adaosurile tehnologice mai – masa pierderilor cu adaosurile de inclinare mrc – masa pierderilor cu razele de racordare mcb – masa pierderilor in canalul de bavura mcp – masa pierderilor cu capetele de prindere me - masa pierderilor cu epruvetele etalon ( daca este cazul ) e) Alegerea semifabricatului initial – semifabricatul initial va fi bara laminata cu diametrul Φ 120. f) Controlul initial al semifabricatului initial – se poate face un control nedistructiv cu ultrasunete, raze X, lichide penetrante, pulberi magnetice, curenti turbionari, emisie acustica sau analiza termografica. g) Tratamentul termic initial – pentru imbunatatirea proprietatilor de plasticitate se aplica o recoacere de inmuiere.
h) Pregatirea suprafetei semifabricatului in vederea deformarii – se face prin curatire, decapare, degresare. i) Stabilirea parametrilor regimului de incalzire – se stabilesc : intervalul de incalzire, temperatura de inceput deformare, temperatura de sfarsit de deformare, viteza de incalzire, durata incalzirii, mediul de incalzire. j) Alegerea utilajului de incalzire – in functie de materialul semifabricatului matritat si productivitate se alege un cuptor de incalzire cu flacara. k) Stabilirea succesiunii logice a calibrelor de matritare necesare realizarii piesei-semifabricat –sunt necesare : un calibru pentru intinderea capetelor, un calibru pentru finisare. l) Alegerea utilajului necesar matritarii – in vederea matritarii pieseisemifabricat se alege un ciocan matritor. m) Matritarea propriu-zisa – cuprinde patru faze importante : • in prima faza semifabricatul se introduce in matrita pana atinge opritorul • in faza a doua are loc strangerea semifabricatului si inceputul refularii • faza de refulare completa • in faza a patra semimatrita mobila coboara si piesa este scoasa afara n) Debavurarea – pentru debavurare se foloseste o matrita de debavurat montata pe o presa. o) Curatirea – se inlatura gratul ramas de la debavurare sau eventualele portiuni decarburate. Curatirea se poate face cu jet de nisip, cu jet de alice de fonta, in tobe rotitoare sau electrochimic. p) Tratamentul termic final – in scopul eliminarii tensiunilor interne pieseisemifabricat i se aplica o recoacere de detensionare.
q) Indreptarea – se inlatura eventualele deformatii aparute in timpul matritarii sau in timpul tratamentului termic. Indreptarea se realizeaza cu ajutorul unor matrite de indreptat. r) Calibrarea – poate fi : • unidimensionala : pentru cresterea preciziei unei anumite dimensiuni • volumica : pentru cresterea preciziei dimensionale pentru intreaga piesa s) Controlul final – se vor controla toate dimensiunile piesei-semifabricat si calitatea suprafetei piesei-semifabricat. t) Ambalarea si trimiterea catre beneficiar – se face in functie de destinatia ulterioara a piesei semifabricat.
8.Succesiunea logica a tuturor operatiilor si fazelor necesare obtinerii piesei finite
Nr. Denumirea Succesiunea crt. operaţiei fazelor 0 1
2
1 2 Debitare - fixarea şi orientarea piesei; - debitarea propriu-zisă; - desprinderea piesei. Strunjire - Prinderea piesei în universal; 1) Strunjire frontală de degroşare;
Schiţa operaţiei
S.D.V.
Maşina unealtă
3
4 şubler
5 SN400
cuţit STAS 6382-67
SN400
cuţit STAS 6381-67
SN400
102
505
2) Strunjire cilindrică exterioară de degroşare φ100x500;
Nr. Denumirea Succesiunea crt. operaţiei fazelor
Schiţa operaţiei
S.D.V.
0 2
1 2 Strunjire 3) Strunjire cilindrică exterioară
4) Burghiere
3
Broşare
Broşare interioară
4
Control final
- Se vor controla toate cotele conform
3
4 cuţit STAS 6381-67
burghiu armat cu plăcuţe amovibile din carburi metalice φ50
şubler
